В електромангинизмі рівняння Єфименко описують поведінку електричного та магнітного полів з точки зору розподілу зарядів і струмів у час запізнення .
Рівняння Єфименко являють собою розв'язок рівнянь Максвелла для заданого розподілу зарядів і струмів, при умові, що немає жодного електромагнітного поля крім одного, що був створений цими зарядами та струмами.
Рівняння
ред.
Електричні та магнітні поля
ред.
Вектори положення r and r ′ використані в обрахунках
Рівняння Єфименко[1] визначають електричне поле E та магнітне поле B створені зарядами та струмами довільного розподілу, при густині заряду ρ та густині струму J .[2]
E
(
r
,
t
)
=
1
4
π
ϵ
0
∫
[
(
ρ
(
r
′
,
t
r
)
|
r
−
r
′
|
3
+
1
|
r
−
r
′
|
2
c
∂
ρ
(
r
′
,
t
r
)
∂
t
)
(
r
−
r
′
)
−
1
|
r
−
r
′
|
c
2
∂
J
(
r
′
,
t
r
)
∂
t
]
d
3
r
′
,
{\displaystyle \mathbf {E} (\mathbf {r} ,t)={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\int \left[\left({\frac {\rho (\mathbf {r} ',t_{r})}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|^{3}}}+{\frac {1}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|^{2}c}}{\frac {\partial \rho (\mathbf {r} ',t_{r})}{\partial t}}\right)(\mathbf {r} -\mathbf {r} ')-{\frac {1}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|c^{2}}}{\frac {\partial \mathbf {J} (\mathbf {r} ',t_{r})}{\partial t}}\right]\mathrm {d} ^{3}\mathbf {r} ',}
B
(
r
,
t
)
=
μ
0
4
π
∫
[
J
(
r
′
,
t
r
)
|
r
−
r
′
|
3
+
1
|
r
−
r
′
|
2
c
∂
J
(
r
′
,
t
r
)
∂
t
]
×
(
r
−
r
′
)
d
3
r
′
,
{\displaystyle \mathbf {B} (\mathbf {r} ,t)={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\int \left[{\frac {\mathbf {J} (\mathbf {r} ',t_{r})}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|^{3}}}+{\frac {1}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|^{2}c}}{\frac {\partial \mathbf {J} (\mathbf {r} ',t_{r})}{\partial t}}\right]\times (\mathbf {r} -\mathbf {r} ')\,\mathrm {d} ^{3}\mathbf {r} ',}
Де r ′ - точка розподілу заряду , r - точка у просторі, та
t
r
=
t
−
|
r
−
r
′
|
c
{\displaystyle t_{r}=t-{\frac {|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|}{c}}}
- це час запізнення .
Також існують аналогічні вирази для D та H .
Ці рівняння є залежними від часу узагальненнями закону Кулона та закону Біо-Савара в електродинаміці , які перш за все спправедливі лише для електростатичних , магнітостатичних полів та постійних струмів .
Походження з запізнілих потенціалів
ред.
Рівняння Єфименко можуть бути виведені[2] з запізнілих потенціалів φ та A :
φ
(
r
,
t
)
=
1
4
π
ϵ
0
∫
ρ
(
r
′
,
t
r
)
|
r
−
r
′
|
d
3
r
′
,
A
(
r
,
t
)
=
μ
0
4
π
∫
J
(
r
′
,
t
r
)
|
r
−
r
′
|
d
3
r
′
,
{\displaystyle {\begin{aligned}&\varphi (\mathbf {r} ,t)={\dfrac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\int {\dfrac {\rho (\mathbf {r} ',t_{r})}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|}}\mathrm {d} ^{3}\mathbf {r} ',\\&\mathbf {A} (\mathbf {r} ,t)={\dfrac {\mu _{0}}{4\pi }}\int {\dfrac {\mathbf {J} (\mathbf {r} ',t_{r})}{|\mathbf {r} -\mathbf {r} '|}}\mathrm {d} ^{3}\mathbf {r} ',\end{aligned}}}
що є розв'язками Рівнянь Максвелла в потенціальній формі, займаючи місце в визначеннях електромагнітних потенціалів самих себе:
E
=
−
∇
φ
−
∂
A
∂
t
,
B
=
∇
×
A
{\displaystyle \mathbf {E} =-\nabla \varphi -{\dfrac {\partial \mathbf {A} }{\partial t}}\,,\quad \mathbf {B} =\nabla \times \mathbf {A} }
і використавши співвідношення
c
2
=
1
ϵ
0
μ
0
{\displaystyle c^{2}={\frac {1}{\epsilon _{0}\mu _{0}}}}
заміняє потенціали φ та A полями E та B .
↑ Oleg D. Jefimenko , Electricity and Magnetism: An Introduction to the Theory of Electric and Magnetic Fields , Appleton-Century-Crofts (New-York - 1966). 2nd ed.: Electret Scientific (Star City - 1989), ISBN 978-0-917406-08-9 . See also: David J. Griffiths , Mark A. Heald, Time-dependent generalizations of the Biot–Savart and Coulomb laws , American Journal of Physics 59 (2) (1991), 111-117.
↑ а б Introduction to Electrodynamics (3rd Edition), D. J. Griffiths, Pearson Education, Dorling Kindersley, 2007, ISBN 81-7758-293-3 .