Визначення та аналіз тепла Джоуля і пондеромоторної сили у суцільному мідному циліндрі за дії електромагнітного імпульсу

Анотація

Сформульовано початково-крайову задачу електродинаміки для суцільного електропровідного циліндра, який знаходиться за дії електромагнітного імпульсу. Дія такого імпульсу проявляється двома фізичними чинниками – теплом Джоуля та пондеромоторною силою. Для знаходження їх виразів спочатку необхідно визначити осьову компоненту вектора напруженості магнітного поля з розв’язку сформульованої задачі електродинаміки, а потім записати вирази питомої густини тепла Джоуля і пондеромоторної сили у розглядуваному циліндрі. Для знаходження розв’язку задачі електродинаміки використано кубічну апроксимацію розподілу осьової компоненти вектора напруженості магнітного поля по радіальній змінній. У результаті вихідна початково-крайова задача на визначальну функцію зведена до задачі Коші за часовою змінною на інтегральні характеристики визначальної функції за радіальною змінною. Розв’язок задачі Коші отримано з використанням інтегрального перетворення Лапласа і записано вирази інтегральних характеристик та осьової компоненти вектора напруженості магнітного поля. На основі отриманих за нестаціонарної електромагнітної дії загальних розв’язків вихідної початково-крайової задачі записано вирази визначальної функції, питомої густини тепла Джоуля і пондеромоторної сили у розглядуваному циліндрі за дії електромагнітного імпульсу. Виконаний числовий аналіз зміни в часі та розподілу по радіусу циліндра осьової компоненти вектора напруженості магнітного поля та фізичних чинників – тепла Джоуля і пондеромоторної сили залежно від часу тривалості електромагнітного імпульсу.