Квазистационарное приближение

КВАЗИСТАЦИОНАРНОЕ ПРИБЛИЖЕНИЕ в электродинамике, приближённое описание переменного электромагнитного поля, справедливое при достаточно медленных его изменениях во времени. Критерием применимости квазистационарного приближения является малость параметра τ/Τ (τ/Τ << 1), где Т - характерное время изменения поля (например, период колебаний), τ - время распространения волновых возмущений через рассматриваемую ограниченную область пространства (квазистационарную зону). В первом приближении квазистационарные электрические поля определяются электрическими зарядами, а магнитные поля - токами, так же как в электростатике и магнитостатике. При этом пренебрегают эффектами запаздывания, считая, что поля во всей квазистационарной зоне изменяются во времени синхронно с источниками. В следующем приближении учитываются вихревые индуцированные поля. Электрические вихревые поля наводятся медленно изменяющимися во времени магнитными полями первого приближения, магнитные поля - электрическими. Индуцированные поля существенно изменяют характер всего физического процесса, прежде всего благодаря возникновению в проводящих контурах эдс индукции. Поэтому иногда квазистационарная зона называется зоной индукции.

В некоторых квазистационарных системах электрическое и магнитное поля пространственно разнесены. Простейшим примером является колебательный контур, в котором магнитное поле сосредоточено в основном в катушке самоиндукции, а электрическое - в конденсаторе. Однако небольшие добавки индуцированного вихревого электрического поля в катушке и магнитного в конденсаторе играют принципиальную роль, обеспечивая перекачку электрической энергии конденсатора в магнитную энергию катушки и обратно. Цепи с приближённо разнесёнными электрическими и магнитным полями относят к системам с сосредоточенными параметрами, они обычно допускают описание с помощью дифференциальных уравнений в полных производных.

Примером квазистационарных систем с неразделёнными магнитным и электрическим полями могут служить хорошо проводящие среды, токи проводимости в которых заметно преобладают над токами смещения. Для таких систем характерны эффекты прижатия полей к поверхностям раздела проводник - диэлектрик (скин эффект), наличие чисто вихревых токов, наводимых в массивных проводниках внешними полями (Фуко токи), и т. п.

В принципе квазистационарное приближение может быть применено для полей любой физической природы (например, акустического, гравитационного).

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. 2-е изд. М., 1982; Тамм И. Е. Основы теории электричества. 11-е изд. М., 2003.