Токи намагничивания (амперные токи): как из определения показать, что они всегда в сумме равны нулю?

Для магнитного поля в веществе определяются две следующие плотности тока в амперах:

  • Поверхностные токи: гм [ А м ]

    Дж А , с "=" М × н ^

  • Объемные токи: гм [ А м 2 ]

    Дж А , В "=" × М

Где М это намагниченность и н ^ – нормаль, выходящая из рассматриваемого объекта.

Мой вопрос: как увидеть из определения, что общий амперный ток равен нулю? То есть, почему

я А , С + я А , В "=" 0 е в е р у ж час е р е
?

Ответы (1)

Если вы знакомы с дельта-функциями и т. д., вы можете доказать, что формула поверхностного тока является частным случаем формулы объемного тока (частный случай, когда М резко стремится к нулю на границе). Таким образом, нам действительно нужен только текущий регистр Volume.

Теорема Кельвина-Стокса говорит

Г М г Г "=" С ( × М ) г С
Докажем z-компоненту Дж равен нулю. (x и y, очевидно, являются одним и тем же аргументом.)

Скажем, у нас есть некоторый объект конечного размера, окруженный воздухом (воздух имеет нулевую намагниченность). Для каждого номера г 0 , мы рисуем петлю в г "=" г 0 плоскости, полностью вне объекта, а затем применить Кельвина-Стокса. LHS равен нулю, поэтому формула говорит, что интегрированная z-компонента Дж А , В в этом г "=" г 0 часть объекта равна нулю. Если сумма в каждом г "=" г 0 срез равен нулю, то (в результате интегрирования) сумма всего объекта также равна нулю.