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Alexander Fufaev

Maxwell-Gleichungen

aus dem Bereich: Lernsammlungen
Theorie
  1. Maxwell-Gleichungen: Fundament der Elektrodynamik Hier werden die vier Maxwell-Gleichungen - ohne Vorwissen - so einfach wie möglich erklärt.
  1. Gauß-Integraltheorem Anschaulich erklärt. Du brauchst den Satz beispielsweise bei der Berechnung der Feldverteilung in der Elektrostatik.
  2. Herleitung: Coulomb-Gesetz Hier wird aus der Maxwell-Gleichung für elektrostatische E-Felder das Coulomb-Gesetz für eine Punktladung hergeleitet.
  3. Herleitung: Verschiebungsstrom Hier wird der zusätzliche Term der vierten Maxwell-Gleichung für zeitabhängige Felder hergeleitet.
  4. Herleitung: Potentiale für E-Feld & B-Feld Hier werden mithilfe der Maxwell-Gleichungen die zugehörigen Potentialgleichungen hergeleitet.
  5. Herleitung: Wellengleichung für elektromagnetische Felder Herleitung der Wellengleichung für elektrische und magnetische Felder aus den Maxwell-Gleichungen sowie den Zusammenhang zwischen Lichtgeschwindigkeit und elektrischer/magnetischer Feldkonstante.
Lernvideos
  1. Maxwell-Gleichungen Hier werden zuerst die Grundlagen über die elektromagnetischen Felder, Gauß- sowie Stokes-Integraltheorem behandelt. Anschließend werden die vier Maxwell-Gleichungen in integraler und differentieller Form anschaulich erklärt.
Quests
  1. Hohlkugel: Elektrisches Feld innerhalb & außerhalb Jetzt ist die Kugel innen hohl. Die ganze Ladung befindet sich nur auf der Kugelschale.
  2. Vollkugel: E-Feld innerhalb & außerhalb Eine vollständig ausgefüllte Kugel mit homogen verteilter Masse. Wie sieht ihr elektrisches Feld aus?
  3. Hohlzylinder: E-Feld innerhalb & außerhalb Ein unendlich langer, homogen geladener Zylinder, der innen hohl ist. Die ganze Ladung sitzt auf seiner Oberfläche.
  4. Vollzylinder: E-Feld innerhalb & außerhalb Ein unendlich langer, geladener Zylinder, auf dem die Ladung homogen im Volumen verteilt ist.
  5. E-Feld einer homogen geladenen, unendlichen Ebene Die Ebene kann z.B. näherungsweise eine Kondensatorplatte darstellen.
  6. Zylindrischer Leiter: B-Feld innerhalb & außerhalb Hier muss das Magnetfeld innerhalb und außerhalb eines stromdurchflossenen geraden Leiters mithilfe einer Maxwell-Gleichung herausgefunden werden.
Formeln
  1. Induktionsspannung mittels zeitlicher Flussänderung.
  1. Maxwell-Gleichung #1 - differentielle Form Gauß-Gesetz in differentieller Form für zeitunabhängige und zeitabhängige elektrische Felder.
  2. Maxwell-Gleichung #1 - integrale Form Gauß-Gesetz in integraler Form für zeitunabhängige und zeitabhängige elektrische Felder.
  3. Maxwell-Gleichung #2 - differentielle Form (Magnetostatik) Gauß-Gesetz in integraler Form für zeitunabhängige magnetische Felder.
  4. Maxwell-Gleichung #2 - differentielle Form Gauß-Gesetz in differentieller Form für zeitunabhängige und zeitabhängige magnetische Felder.
  5. Maxwell-Gleichung #2 - integrale Form Gauß-Gesetz in integraler Form für zeitunabhängige und zeitabhängige magnetische Felder.
  6. Maxwell-Gleichung #3 - differentielle Form (Elektrostatik) Induktionsgesetz in differentieller Form für zeitunabhängige elektrische Felder.
  7. Maxwell-Gleichung #3 - differentielle Form (Elektrodynamik) Induktionsgesetz in differentieller Form für zeitabhängige elektomagnetische Felder.
  8. Maxwell-Gleichung #3 - integrale Form (Elektrodynamik) Induktionsgesetz in integraler Form für zeitabhängige elektomagnetische Felder.
  9. Maxwell-Gleichung #4 - differentielle Form (Magnetostatik) Ampere-Gesetz in differentieller Form für zeitunabhängige magnetische Felder.
  10. Maxwell-Gleichung #4 - integrale Form (Magnetostatik) Ampere-Gesetz in integraler Form für zeitunabhängige magnetische Felder.
  11. Maxwell-Gleichung #4 - differentielle Form (Elektrodynamik) Ampere-Gesetz in differentieller Form für zeitabhängige elektomagnetische Felder.
  12. Maxwell-Gleichung #4 - integrale Form (Elektrodynamik) Ampere-Gesetz in integraler Form für zeitabhängige elektomagnetische Felder.
Fragen und Antworten
  1. Was ist der Unterschied zwischen elektrischen und magnetischen Feldern?
  1. Was ist der Unterschied zwischen differentieller und integraler Form der Maxwell-Gleichungen?
Illustrationen
Ladung: Quelle des E-Feldes Speichern | Info
Die Ladungen sind die Quellen des elektrischen Feldes.
Elektrischer Fluss anschaulich Speichern | Info
Elektrischer Fluss - Skalarprodukt von Flächenorthogonalvektor und aufgeteilten E-Feldvektor.
Gauß-Integraltheorem Speichern | Info
Gauß-Integraltheorem.
Stokes-Integralsatz Speichern | Info
Stokes-Integraltheorem.
Gaußsches Gesetz Speichern | Info
Veranschaulichung des Gauß-Gesetzes.
Maxwell-Gleichung: Gauß-Gesetz für Magnetfelder Speichern | Info
Maxwell-Gleichung: Gauß-Gesetz für Magnetfelder.
Ampere-Gesetz der Elektrostatik Speichern | Info
Stöme erzeugen Magnetfelder (Ampere-Gesetz).
Induktionsgesetz der Elektrodynamik Speichern | Info
Induktionsgesetz der Elektrodynamik.
Ampere-Gesetz der Elektrodynamik Speichern | Info
Änderung des E-Feldes erzeugt ein B-Wirbelfeld.
Ampere-Gesetz der Elektrostatik Speichern | Info
Konstante elektrische Ströme erzeugen B-Felder.
Ströme und zeitabhängiges E-Feld erzeugen B-Feld Speichern | Info
Ströme und zeitabhängiges E-Feld erzeugen B-Feld.
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