แม่เหล็กไฟฟ้าเชิงคำนวณคืออะไร?

แม่เหล็กไฟฟ้าเชิงคำนวณซึ่งมักเรียกว่าการสร้างแบบจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าหรืออิเล็กโทรดอิเล็กโทรดเชิงคำนวณเป็นสาขาวิชาฟิสิกส์ที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำนายและอธิบายพฤติกรรมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกับวัตถุทางกายภาพนักวิทยาศาสตร์อาจใช้แม่เหล็กไฟฟ้าเชิงคำนวณเมื่อศึกษาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใด ๆ แม้ว่ามันจะใช้กันมากที่สุดในการศึกษาคลื่นวิทยุหรือไมโครเวฟในกรณีเหล่านี้ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้ามักใช้เพื่อช่วยให้นักวิทยาศาสตร์พัฒนาเสาอากาศและอุปกรณ์สื่อสารที่ดีขึ้นเพื่อจำลองสมการที่ซับซ้อนเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องใช้คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ

นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในการคำนวณอิเล็กโทรดนิกส์ต้องพึ่งพาชุดสมการที่เรียกว่าสมการ Maxwellsสมการเหล่านี้ใช้เพื่ออธิบายพฤติกรรมของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กซึ่งได้รับผลกระทบจากวัตถุขนาดใหญ่และขนาดเล็กสมการ Maxwells บางชนิดมีความเหมาะสมเมื่อศึกษาผลกระทบของอนุภาคอะตอมในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในขณะที่คนอื่น ๆ อธิบายวิธีการที่สนามเหล่านี้ได้รับผลกระทบจากวัตถุขนาดใหญ่อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นชุดสมการทั้งสองนี้คำนึงถึงสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาโดยวัตถุอื่น ๆ เหล่านี้และอธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อชุดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แตกต่างกันเหล่านี้มีการโต้ตอบ

สมการที่ใช้ในแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงคำนวณมีความซับซ้อนมากพวกเขาคำนึงถึงฟิลด์ที่แตกต่างกันจำนวนมากและทำนายพฤติกรรมของเขตข้อมูลเหล่านี้ในพื้นที่ที่กำหนดในอวกาศความซับซ้อนของคณิตศาสตร์ต้องการการใช้คอมพิวเตอร์ที่สามารถทำการคำนวณที่แตกต่างกันและการคาดการณ์ข้อมูลจากพวกเขาปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถแสดงทางคณิตศาสตร์และสายตาเพื่อให้พฤติกรรมของเขตข้อมูลเหล่านี้สามารถมองเห็นและเข้าใจได้ง่าย

ในการศึกษาวิทยุและไมโครเวฟมีการใช้งานจริงจำนวนมากสำหรับแม่เหล็กไฟฟ้าคำนวณความเข้าใจที่มากขึ้นเกี่ยวกับสาขานี้นำไปสู่ความก้าวหน้าในการสื่อสารและการสร้างเสาอากาศที่สามารถส่งและรับข้อมูลได้อย่างน่าเชื่อถือมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสาขาเทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือได้รับประโยชน์อย่างมากจากความรู้อย่างละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับสนามนี้รวมถึงจากพลังงานคอมพิวเตอร์ที่เพิ่มขึ้นในการคำนวณปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในพื้นที่ขนาดใหญ่

แม้ว่าพฤติกรรมของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะไม่ดี-จัดระเบียบเพื่อความเรียบง่ายนักวิทยาศาสตร์แม่เหล็กไฟฟ้าคำนวณมักจะจำลองฟิลด์เหล่านี้อย่างสมมาตรสำหรับแอพพลิเคชั่นจำนวนมากมันมีประโยชน์มากขึ้นที่จะคิดว่าเขตข้อมูลเหล่านี้เป็นลักษณะทั่วไปที่สามารถสร้างแบบจำลองเป็นวัตถุสองหรือสามมิติที่ง่ายเช่นวงกลมหรือทรงกลมเป็นไปได้ที่จะสร้างแบบจำลองที่แม่นยำยิ่งขึ้นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าหากจำเป็นสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย