Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Энергия тогы – бұл заряд ағынына (қалыпты токқа) қарама-қарсы, Пойнтинг векторымен (E × H) анықталатын энергия ағыны. Оны алғаш рет Оливер Хевисайд ұсынған. Бұл сонымен қатар Энергия ағынының бейресми атауы болып табылады.
Energy current is a flow of energy defined by the Poynting vector (E × H), as opposed to normal current (flow of charge). It was originally postulated by Oliver Heaviside. It is also an informal name for Energy flux.
Түсіндірме
"Энергия тогы" – энергия ағыны ретінде қарастырылатын жағдайларда энергияның берілу процесін сипаттау үшін кейде қолданылатын шамалы бейресми термин. Егер энергияны беру процесінен гөрі берілген энергияның мөлшері талқылау үшін маңыздырақ болса, осы терминді қолдануға болады. Мысалы, құбыр арқылы мұнай өнімдерінің ағыны энергия тогы ретінде қарастырылуы мүмкін, бірақ бұл сақтау ыдыстарының толуын көрнекі түрде бейнелеудің қолайлы тәсілі емес. Энергия тогының өлшем бірліктері қуаттың өлшем бірліктерімен (Вт) өрнектеледі. Бұл энергия ағынымен тығыз байланысты, ол бірлік уақытта бірлік аудан арқылы берілетін энергия (Вт/м-де өлшенеді).
"Energy current" is a somewhat informal term that is used, on occasion, to describe the process of energy transfer in situations where the transfer can usefully be viewed in terms of a flow. It is particularly used when the transfer of energy is more significant to the discussion than the process by which the energy is transferred. For instance, the flow of fuel oil in a pipeline could be considered as an energy current, although this would not be a convenient way of visualising the fullness of the storage tanks. The units of energy current are those of power (W). This is closely related to energy flux, which is the energy transferred per unit area per unit time (measured in W/m).
Электромагнетизмдегі энергия ағыны
Энергия ағыны тұжырымдамасының нақты қолданылуын 19 ғасырдың соңғы тоқсанында Оливер Хевисайд жариялады. Инженерлік қауымдастықтың күшті қарсылығына қарамастан, Хевисайд телеграф, телефон және теңіз асты кабельдеріндегі сигнал жылдамдығы/кедергісі/бұрмалану физикасын жасады. Ол индуктормен жүктелген "бұрмалаусыз желіні" ойлап тапты, кейіннен оны АҚШ-та Майкл Пупин патенттеді. Пойнтинг векторының тұжырымдамасына сүйене отырып, бұл вектор көлденең электромагниттік толқындағы энергия ағынын электр және магнит өрістерінің векторлық көбейтіндісі (E × H) ретінде сипаттайды, Хевисайд осыны өткізгіштегі электр тогына байланысты энергия беруді ұқсас тәсілмен қарастыру арқылы кеңейтуге тырысты. Осылайша ол токқа қатысты қазіргі заманғы көзқарасты өзгертіп, электр және магнит өрістерін ток тудырған "басты қозғаушы күштер" деп қарастырды, олардың пайда болуы зарядтың өткізгіштегі қозғалысының нәтижесі емес. Хевисайдтың бұл ұстанымы сол кезде жақтастары болды – «дәстүршілдермен» пікірталасқа түсуге жеткілікті. Алайда, «энергия ағыны» көзқарасы бірқатар қиындықтар тудырды, ең бастысы, энергия өткізгіштің айналасындағы электр және магнит өрістерінде ағылады деп мәлімдегенде, теория неге зарядтың өткізгіште ағып жатқанын түсіндіре алмайды. Тағы бір маңызды кемшілік – электр ғылымы мен инженериясы Максвелл теңдеулерінің шешімдеріне негізделген, онда ток тығыздығы векторы J арқылы көрсетілген электр тогы негізгі шама болып табылады, ал «энергиялық ток» кездеспейді. Сонымен қатар, энергия ағыны тұжырымдамасы негізделген Пойнтинг векторының физикалық мінез-құлқын сипаттайтын эквивалентті теңдеулер жоқ. 1897 жылы электронды ашқаннан кейін металдардағы электр өткізгіштігін сипаттайтын Друд моделі тез дамыды. Қозғалыстағы зарядтың абстрактілі тұжырымдамасын зарядталған электрондардың нақты қозғалысымен байланыстыра отырып, Друд моделі дәстүрлі «зарядтық ток» және Хевисайдтың «энергиялық ток» көзқарастарын бір мезгілде тиімді түрде қарастырады. «Бірлестіруге» қол жеткізгеннен кейін энергия ағыны әдісі көбіне қолдануын жоғалтты, өйткені өткізгіштікке қатысты ұғымдарды жою арқылы Ом заңының тікелей моделі болмайды. Нәтижесінде, оны пайдалану «дәстүрлі» зарядтық ток әдісіне қарағанда ыңғайлы емес, ол электр жұмысында кеңінен қолданылатын ток, кернеу, кедергі және т.б. ұғымдарын анықтайды. Пойнтинг ағынының схемалары E&M инженериясының, беріліс желісі теориясының және антенна дизайнының құрамында болады, бірақ электроникалық мәтіндерде сирек кездеседі.
A specific use of the concept of energy current was promulgated by Oliver Heaviside in the last quarter of the 19th century. Against heavy resistance from the engineering community, Heaviside worked out the physics of signal velocity/impedance/distortion on telegraph, telephone, and undersea cables. He invented the inductor loaded "distortionless line" later patented by Michael Pupin in the USA. Building on the concept of the Poynting vector, which describes the flow of energy in a transverse electromagnetic wave as the vector product of its electric and magnetic fields (E × H), Heaviside sought to extend this by treating the transfer of energy due to the electric current in a conductor in a similar manner. In doing so he reversed the contemporary view of current, so that the electric and magnetic fields due to the current are the "prime movers", rather than being a result of the motion of the charge in the conductor. Heaviside's approach had some adherents at the time—enough, certainly, to quarrel with the "traditionalists" in print. However, the "energy current" view presented a number of difficulties, most notably that in asserting that the energy flowed in the electric and magnetic fields around the conductor the theory is unable to explain why the charge appears to flow in the conductor. Another major flaw is that electrical science and engineering are built on solutions of Maxwell's Equations in which the electric current expressed through the current density vector J – is a fundamental quantity, while a so called 'energy current' does not appear. Moreover, there are no equivalent equations describing the physical behaviour of the Poynting vector on which the concept of energy current is based. After the discovery of the electron in 1897, the Drude model, which describes electrical conduction in metals, was developed very quickly. By associating the somewhat abstract concept of moving charge with the rather more concrete motion of the charged electrons, the Drude model effectively deals with the traditional "charge current" and the Heaviside "energy current" views simultaneously. With this achievement of "unification", the energy current approach has largely lost favour, because in omitting the concepts related to conduction it has no direct model for (for example) Ohm's Law. In consequence it is less convenient to use than the "traditional" charge current approach, which defines the concepts of current, voltage, resistance, etc., as commonly used for electrical work. Poynting flow diagrams are part of E&M engineering, transmission line theory, and antenna design, but rare in electronics texts.