Marimi fizice

Marimi fizice

Fenomenele, transformarile, interactiunile si procesele din sistemele fizice sunt multimi de evenimente care, in raport cu un eveniment de referinta, se preced, sunt simultane sau se succed.

In conformitate cu principiul cauzalitatii pentru orice eveniment exista o cauza care-l determina univoc ca efect al sau.

Evenimentele susceptibile de a se constitui cauze se numesc evenimente de stare. Speciile de marimi care le caracterizeaza proprietatea de stare se numesc marimi de stare.

Multimea evenimentelor de stare simultane alcatuieste starea sistemului fizic in momentul respectiv, descrisa de multimea corespunzatoare a marimilor de stare. Starile corpurilor si ale campului electromagnetic se caracterizeaza cu ajutorul marimilor fizice care sunt concepte ce servesc pentru descrierea anumitor proprietati ale sistemelor fizice si, anume, ale acelora descriptibile cantitativ, respectiv de a fi masurate.

O marime fizica este complet determinata cand se cunosc: unitatea sa de masura, procedeul de masurare si valoarea sa ca rezultat al masurarii.

Dupa felul cum marimile fizice se introduc in fizica, acestea se impart in doua categorii:

marimi primitive, care se introduc direct pe cale experimentala, indicand in concret unitatea de masura si procedeul de masurare.

marimi derivate, care se pot defini cu ajutorul altor marimi presupuse cunoscute.

Din punct de vedere al localizarii in spatiu marimile fizice pot fi globale sau locale, dupa cum sunt asociate unor regiuni (volume,suprafete,curbe) respectiv unor puncte.

In teoria macroscopica a fenomenelor electromagnetice se utilizeaza sase marimi primitive specifice electromagnetismului. Dintre aceste sase marimi, patru caracterizeaza starea electromagnetica a corpurilor iar doua caracterizeaza starea campului electromagnetic.

Marimile primitive de stare electromagnetica a corpurilor sunt:

q, sarcina electrica (adevarata), marime scalara cu ajutorul careia se caracterizeaza starea de incarcare electrica a corpurilor: [q] =C

, momentul electric, marime vectoriala, caracterizeaza starea de polarizare electrica a corpurilor;

i, intensitatea curentului electric de conductie, marime scalara, caracterizeaza starea electrocinetica a corpurilor;

, momentul magnetic, marime vectoriala, caracterizeaza starea de

magnetizatie (polarizare magnetica) a corpurilor;

Marimile primitive de stare ale campului electromagnetic sunt:

,campul electric in vid, marime vectoriala, caracterizeaza aspectul electric al campului electromagnetic.

Din aceasta marime deriva, in corpuri, perechea: intensitatea campului electric si inductia electrica ;      ;

, inductia magnetica in vid, marime vectoriala, caracterizeaza aspectul magnetic al campului electromagnetic.

Din aceasta marime deriva, in corpuri, perechea: inductia magnetica si intensitatea campului magnetic ;

T sau

sau

Aceleasi stari de la punctele se caracterizeaza local prin marimile derivate :

1. densitatea de volum a sarcinii; ; ; .

2. polarizatia electrica care este o densitate de volum a

momentului electric.

; ;

3. densitatea de curent; ; ;

4. magnetizatia care este densitatea de volum a momentului

magnetic: ; ;

Observatie:

O abordare globala (integrala) a unui camp de vectori intr-un domeniu din spatiu se poate face cunoscand:

a.       Circulatia vectorului camp de-a lungul curbei inchise :

b.      Fluxul vectoruluiprin orice suprafata inchisa dusa in camp:

O abordare locala (diferentiala) a unui camp de vectori se poate face cunoscand:

a.       Divergenta vectorului camp

b.      Rotorul vectorului camp

Ambele in fiecare punct al domeniului

In afara de marimile primitive mentionate mai sus, in teoria fenomenelor electromagnetice se folosesc si marimi derivate, dintre care mentionam: tensiunea electrica, capacitatea electrica, rezistenta electrica, inductanta, etc. Marimile derivate se definesc in functie de alte marimi primitive sau derivate cunoscute.

Trebuie inteles faptul ca marimile fizice reprezinta proprietati ale materiei care sunt reproductibile experimental si ca nu este necesar si nici admisibil sa li se asocieze nici o substanta sau fluid straine de sistemul fizic descris prin marimile considerate.

Sarcina electrica , spre exemplu, nu este o substanta speciala ci o marime de stare a corpurilor ca si temperatura sau alte marimi.

Marimile fizice pot fi scalare, vectoriale sau tensoriale. In studiul electrotehnicii este necesar sa se faca o distinctie clara intre marimile scalare si cele vectoriale.

Anumite marimi ca: masa, sarcina electrica, potentialul electric sunt marimi scalare.

Alte marimi ca: forta, viteza, intensitatea campului sunt marimi vectoriale.

Marimile scalare se caracterizeaza prin valoarea lor numerica, iar cele vectoriale au, pe langa valoare, o directie si un sens.

O marime vectoriala se exprima prin produsul dintre valoarea sa (scalara) si vectorul unitar (versorul) :

(1.1)