Ce este curentul de deplasare: derivare și proprietățile sale

În teoria electromagnetică, fenomenul câmpului magnetic poate fi explicat în legătură cu o schimbare în câmp electric . Câmpul magnetic este produs în împrejurimile curentului electric (curent de conducție). Deoarece curentul electric ar putea fi în stare staționară sau variabilă. Conceptul de curent de deplasare depinde de variația timpului câmpului electric E, dezvoltat de fizicianul britanic James Clerk Maxwell în secolul al XIX-lea. El a demonstrat că curentul de deplasare este un alt tip de curent, proporțional cu rata de schimbare a câmpurilor electrice și, de asemenea, explicat matematic. Să discutăm formula actuală și necesitatea deplasării în acest articol.

Ce este curentul de deplasare?

Curentul de deplasare este definit ca, tipul de curent produs datorită vitezei câmpului de deplasare electrică D. Este o cantitate variabilă în timp introdusă în Ecuațiile lui Maxwell . Se explică în unitățile densității curentului electric. Este introdus în legea circuitelor Ampere.
Unitatea SI a curentului de deplasare este Ampere (Amp). Dimensiunea acesteia poate fi măsurată în unitatea de lungime, care poate fi max, min sau egală cu distanța reală parcursă de la un punct inițial la punctul final.

Derivare

Formula curentă de deplasare, dimensiunile și derivarea curentului de deplasare poate fi explicat luând în considerare circuitul de bază, care dă curentul de deplasare într-un condensator.

Luați în considerare un condensator cu placă paralelă cu sursa de alimentare necesară. Când alimentarea este dată condensatorului, acesta începe să se încarce și nu va exista conducerea curentului inițial. Odată cu creșterea timpului, condensatorul se încarcă continuu și se acumulează deasupra plăcilor. În timpul încărcării unui condensator cu timpul, va exista o schimbare a câmpului electric între plăci care induce curentul de deplasare.

Din circuitul dat, luați în considerare aria condensatorului plăcii paralele = S

Curent de deplasare = Id

Jd = densitatea curentului de deplasare

d = € E adică, legat de câmpul electric E

€ = permitivitatea mediului dintre plăcile unui condensator

Formula curentului de deplasare al unui condensator este dată ca,

Id = Jd × S = S [dD / dt]

De cand Jd = dD / dt

Din ecuația lui Maxwell, putem concluziona că curentul de deplasare va avea aceeași unitate și efect asupra câmpului magnetic al curentului de conducere.

▽ × H = J + Jd

Unde,

H = câmp magnetic B as B = μH

μ = permeabilitatea mediului între plăcile unui condensator

J = densitatea curentului conducător.

Jd = densitatea curentului de deplasare.

După cum știm asta ▽ (▽ × H) = 0 și ▽ .J = −∂ρ / ∂t = - ▽ (∂D / ∂t)

Prin utilizarea legii lui Gauss care este ▽ .D = ρ

Aici, ρ = densitatea sarcinii electrice.

Prin urmare, putem concluziona că, Jd = ∂D / ∂t densitatea curentului de deplasare și este necesar să se echilibreze RHS cu LHS ale ecuației.

Necesitatea curentului de deplasare

Nu există flux de purtători de încărcare prin cele două plăci ale unui condensator și curentul de conducere nu are loc prin această izolație. Efectele de câmp magnetic continu dintre plăci dau curentul de deplasare. Mărimea acestuia poate fi calculată din curentul de încărcare și descărcare al unui circuit care este egal cu dimensiunea curentului de conducere al unui fir conductor care conectează un condensator (punctul de pornire până la punctul final)

Necesitatea acestui lucru poate fi explicată luând în considerare următorii factori,

• În radiațiile electromagnetice precum undele de lumină și undele radio se propagă în spațiu.
• Când câmpul magnetic variabil este direct proporțional cu rata de schimbare a câmpului electric.
• Curentul de deplasare este necesar pentru a produce câmpul magnetic între cele două plăci ale unui condensator.
• Folosit în circuitul Amperes.
• Curentul de deplasare este posibil să înțeleagă modul în care undele electromagnetice se propagă prin spații goale.

Curent de deplasare într-un condensator

Un condensator depinde întotdeauna de curentul de deplasare și nu de curentul de conducere atunci când există o diferență de potențial care este sub tensiunea maximă dintre plăci. Din moment ce știm asta, fluxul de electroni dă curentul de conducere. În timp ce acest curent într-un condensator se datorează ratei de schimbare a câmpului electric, care este echivalentă cu curentul care curge prin plăci.

Curent de deplasare într-un condensator

Când tensiunea maximă este aplicată condensatorului, acesta începe să se încarce și să conducă. Când tensiunea depășește, atunci acționează ca un conductor și are ca rezultat un curent de conducere. În acest stadiu, este numit ca descompunerea unui condensator.

Diferența dintre curentul de conducere și curentul de deplasare

Diferența dintre curentul de conducere și curentul de deplasare include următoarele.

Proprietăți

proprietățile curentului de deplasare sunt menționate mai jos,

• Este o cantitate vectorială și respectă proprietatea continuității într-o cale închisă.
• Se schimbă odată cu rata de schimbare a curentului într-un câmp de densitate electrică.
• Oferă magnitudini zero atunci când curentul într-un câmp electric al unui fir este constant
• Depinde de timpul diferit al unui câmp electric.
• Avea atât direcție, cât și magnitudine, care poate fi o valoare pozitivă, negativă sau zero
• Lungimea acestuia poate fi luată ca distanță minimă de la punctul de pornire până la punctul de sfârșit, indiferent de cale.
• Poate fi măsurat într-o unitate de lungime
• Are o magnitudine minimă sau maximă sau egală de deplasare pentru un anumit timp până la distanța reală de la punct.
• Depinde de un câmp electromagnetic.
• Oferă valoare zero atunci când punctul de pornire și punctul de încheiere sunt aceleași

Astfel, totul este vorba o imagine de ansamblu asupra curentului de deplasare - formula, derivarea, semnificația, necesitatea și curentul de deplasare într-un condensator. Iată un qi pentru dvs. „Ce este curentul de conducție într-un condensator? „