2018-10-05

Maxwell's equations

  • Differential form

\vec{\nabla} \cdot \vec{D} = \rho_{free}
\vec{\nabla} \times \vec{E} = - \frac{\partial \vec B}{\partial t}
\vec{\nabla} \cdot \vec{B} = 0
\vec{\nabla} \times \vec{H} = \vec{J_{free}} + \frac{\partial \vec D}{\partial t}

  • Integral form

\int_S {\rm d} \vec{S} \cdot \vec{D} = \int_{V}{\rm d} v \rho
\oint_{l}{\rm d} \vec{l} \cdot \vec{E} = -\frac{{\rm d}}{{\rm d} t}\int_S{\rm d}\vec {S} \cdot \vec{B}
\int_{S}{\rm d}\vec{S} \cdot \vec{B} = 0
\oint_S{\rm d}\vec{S} \cdot \vec{H} = \int_S{\rm d} \vec{l} \cdot \vec{J_{free}} + \frac{{\rm d}}{{\rm d} t}\int_S {\rm d} \vec{S} \cdot \vec{D}

  • geometrical form of every construction, problem and solution should be clearly understood

  • Electrostatic force
    \vec{F}(\vec{r}) = \frac{1}{4 \pi \epsilon_{0}}\frac{q_1 q_2}{r^2}\hat{r}

  • Electrostatic potential
    {\rm d}W = - \vec{F}\cdot {\rm d}\vec{r}
    {\rm d} V = - \vec{E}\cdot{\rm d}\vec{r}
    \vec{\nabla}V = - \vec{E}

  • consider spacial derivatives of an electric field and show that E is curl less when B is constant
    \vec{\nabla}\times\vec{E} = 0\ when \ \frac{\partial\vec{B}}{\partial{t}} = 0

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