磁场和它的源3位移电流.ppt

1,一 位移电流 全电流安培环路定理,1）问题的提出,2,稳恒电流的电流线是闭合线，电荷的运动并不改变其分布。对闭合面，面内总电量不随时间变化，故,通过的电流是相同的，安培定律都成立。,3,非稳定情况下，安培环路定律是否成立？,在电路中有电容器充电和放电时的电路，不论充电或放电，在同一时刻通过电路中导体上任何截面的电流都相等。,但是这种在金属导体中的传导电流不能在电容器的两极板之间的真空或电介质中流动，因而对整个电路说来，传导电流是不连续的,4,在传导电流不连续的情况中，将安培环路定理应用同一个闭合回路C为边线的不同曲面时，对S1面就得到,如果取S2(穿过电容器的两极板之间) 面则得到,5,由上式看出， 和 相等，单位相同,麦克斯韦假设 电场中某一点位移电流密度等于该点电位移矢量对时间的变化率.,6,位移电流,位移电流密度,通过电场中某一截面的位移电流等于通过该截面电位移通量对时间的变化率.,7,全电流在任何情况下都是连续的,全电流：传导电流与位移电流合在一起,8,在传导电流中断或部分中断的地方，由位移电流进行接续。全电流是连续的。,极板上电量的变化联结了导线中的电流，而极板间变化的电场又联结了极板上电荷量的变化，电路中的电流借助于电容器内的电场变化仍可视为连续的。,9,非稳恒电流磁场的安培环路定理,传导电流和位移电流在激发磁场方面等效可见，磁场的环流不仅与环路内的传导电流有关，同时也与环路曲面的电位移通量有关。在随时间变化的磁场中，不仅传导电流是磁场涡旋的中心，而且存在电场变化的地方也是磁场涡旋的中心。,10,电流 变化电场,涡旋磁场,变化的电场激发磁场,11,传导电流与位移电流的不同：,1）传导电流和自由电荷的运动相当，位移电流在真空中则与电场的变化相当，根本没有电荷在运动。,2）介质中的位移电流不产生焦耳热。,3）传导电流仅能在导体中存在，位移电流可在导体、电介质以及真空中存在。,12,例1 有一圆形平行平板电容器， 现对其充电，使电路上的传导 电流 ，若略去边缘效应， 求（1）两极板间的位移电流； （2）两极板间离开轴线的距离为 的点 处 的磁感强度 .,13,解 如图作一半径为 平行于极板的圆形回路，通过此圆面积的电位移通量为,14,代入数据计算得,15,例2 研究圆板形平行板电容器在充电或放电过程中，磁场与传导电流、位移电流的关系（忽略边缘效应）。,解：设在充电过程中，某一时刻极板上的电量为q0，其面密度,16,区域1：只存在位移电流,17,区域2： 无传导电流,区域3、4： 只存在传导电流,18,应该指出，虽然在上述计算中只用了极板间的位移电流，然而它是导线中传导电流的延续。板外导线中的传导电流和极板间的位移电流所构成的连续的全电流，相当于一个长直导线激发一轴对称分布的磁场，故所得B 的实际上就是这样的全电流激发的总磁场，并不是单由极板之间的位移电流所激发的,19,练习1.一平行板电容器的两极板都是半径为r的圆形导体片.在充电时,板间电场强度的变化率为 ， 略去边缘效应,两板间的位移电流为,A.,B.,D.,C.,20,练习2.下列那种情况位移电流为零 (A) 电流不随时间变化;B) 电场随时间变化; (C) 交流电路; (D) 在接通直流电路的瞬时.,练习3.一对巨大的圆形极板电容器,电容为C,加上交流电压U=Umsint,则极板间位移电流Id= .,21,练习4.平行板电容器,从q =0开始充电.试在图中画出充电过程中,极板间某点P处电场强度的方向和磁感应强度的方向,22,练习5.如图,平行板电容器（忽略边缘效应）.充电时,沿回路L1、L2磁场强度B的环流中,必有,A.,B.,C.,D.,B.,23,练习1.一平行板电容器的两极板都是半径为r的圆形导体片.在充电时,板间电场强度的变化率为 ， 略去边缘效应,两板间的位移电流为,A.,B.,D.,C., ,A,24,练习2.下列那种情况位移电流为零 (A) 电流不随时间变化;B) 电场随时间变化; (C) 交流电路; (D) 在接通直流电路的瞬时.,A, ,练习3.一对巨大的圆形极板电容器,电容为C,加上交流电压U=Umsint,则极板间位移电流Id= .,25,练习4.平行板电容器,从q =0开始充电.试在图中画出充电过程中,极板间某点P处电场强度的方