位移电流和电磁波

1、18-6 位移电流位移电流 电磁场基本方程的积分形式电磁场基本方程的积分形式一、位移电流一、位移电流 全电流安培环路定理全电流安培环路定理1、电磁场的基本规律、电磁场的基本规律 0qSdDS0 LldE静电场静电场 0Il dHl0 SSdB稳恒磁场稳恒磁场 SLSdtBldE对变化的磁场对变化的磁场问题：问题：变化的电场会产生磁场吗？变化的电场会产生磁场吗？2静电场和稳恒磁场的基本规律静电场和稳恒磁场的基本规律 SLSdtDjl dH SLSdtBl dEdI涡涡E VSdVSdD 0 Ll dE0 SSdB静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场 SLSdjl dH变变3包含电阻、电感线圈的电包含电阻

2、、电感线圈的电路路,电流是连续的电流是连续的.RLII电流的连续性问题电流的连续性问题:包含有电容的电流包含有电容的电流是否连续是否连续II+?2、 位移电流位移电流4Il dHl 在电流非稳恒状态下在电流非稳恒状态下 , 安培环路定理是否正确安培环路定理是否正确 ?对对 面面S对对 面面S0 ll dH矛盾矛盾+SS IIl电容器破坏了电路中传导电流的连续性。电容器破坏了电路中传导电流的连续性。5+DQQ电容器上极板在充放电过程中，造成极板上电荷电容器上极板在充放电过程中，造成极板上电荷积累随时间变化。积累随时间变化。SQD 电位移通量电位移通量QDSe 单位时间内极板上电荷增加（或减少）等

3、于通入单位时间内极板上电荷增加（或减少）等于通入（或流出）极板的电流（或流出）极板的电流dtdDSdtddtdQIe 6 若把最右端若把最右端电通量的时间变化率电通量的时间变化率看作为一种电流，那看作为一种电流，那么电流就连续了。麦克斯韦把这种电流称为么电流就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流位移电流。定义定义 SSedSdtDSdDdtddtdI tDjd（位移电流密度）（位移电流密度）dtdDSdtddtdQIe 变化的电场象传导电流一样能产生磁场，从产生变化的电场象传导电流一样能产生磁场，从产生磁场的角度看，变化的电场可以等效为一种电流。磁场的角度看，变化的电场可以等效为一种电流。单

4、位：单位：2/ mA7位移电流的方向位移电流的方向位移电流与传导电流方向相同位移电流与传导电流方向相同 DtD 83、全电流定律（全电流的安培环路定理）、全电流定律（全电流的安培环路定理）全电流全电流通过某一截面的全电流是通过这一截面的通过某一截面的全电流是通过这一截面的传导电流传导电流和和位移电流位移电流的的代数和代数和.在任一时刻在任一时刻,电路中的全电流总是连续的电路中的全电流总是连续的. 在非稳恒的电路在非稳恒的电路中中,安培环路定律仍然成立安培环路定律仍然成立. SdlSdtDIIIl dH00全电流定律全电流定律9 SlSdtDIl dH0 SSSdtDSdj位移电流和传导电流一样

5、，都能激发磁场位移电流和传导电流一样，都能激发磁场传导电流传导电流位移电流位移电流电荷的定向移动电荷的定向移动电场的变化电场的变化通过电流产生焦耳热通过电流产生焦耳热真空中无热效应真空中无热效应传导电流和位移电流所激发磁场等效传导电流和位移电流所激发磁场等效10 SliSdtBl dEiEtB左旋左旋 SLdSdtDl dHdHtD右旋右旋对称美对称美11 麦克斯韦认为静电场的高斯定理和磁场的高斯定麦克斯韦认为静电场的高斯定理和磁场的高斯定理也适用于一般电磁场理也适用于一般电磁场.所以所以,可以将电磁场的基本规可以将电磁场的基本规律写成律写成麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组(积分形式积分形式):

6、SLSdtDjl dH VSdVSdD 0 SSdB SLSdtBldE二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组注意：所有方程中的电场都注意：所有方程中的电场都是静电场和感生电场的矢量是静电场和感生电场的矢量和。磁场都是传导电流、位和。磁场都是传导电流、位移电流产生磁场的矢量和。移电流产生磁场的矢量和。12麦克斯韦方程组物理意义：麦克斯韦方程组物理意义：1、通过任意闭合面的电位移通量等于该曲面所包围的自、通过任意闭合面的电位移通量等于该曲面所包围的自由电荷的代数和。由电荷的代数和。说明静电荷产生静电场，静电场是有说明静电荷产生静电场，静电场是有源场，电场线有头有尾，起于正电，止于负电荷。源场，电场

7、线有头有尾，起于正电，止于负电荷。2、电场强度沿任意闭曲线的线积分等于以该曲线为边界、电场强度沿任意闭曲线的线积分等于以该曲线为边界的任意曲面的磁通量对时间变化量的负值。的任意曲面的磁通量对时间变化量的负值。说明变化的磁说明变化的磁场产生电场，该电场是有旋场，叫涡旋场或感生电场，感场产生电场，该电场是有旋场，叫涡旋场或感生电场，感生电场和是非保守场，静电场是保守场，有势的概念。生电场和是非保守场，静电场是保守场，有势的概念。 VSdVSdD SLSdtBldE黄字记笔记黄字记笔记133、通过任意闭合面的磁通量恒等于零。、通过任意闭合面的磁通量恒等于零。说明磁场是无源说明磁场是无源场，磁力线是无头无尾的闭合曲线。场，磁力线是无头无尾的闭合曲线。4、稳恒磁场沿任意闭合曲线的线积分等于穿过以该、稳恒磁场沿任意闭合曲线的线积分等于穿过以该曲线为边界的曲面的全电流。曲线为边界的曲面的全电流。说明传导电流和变化说明传导电流和变化电场都产生磁场，磁场是非保守场、无旋场，无势电场都产生磁场，磁场是非保守场、无旋场，无势的概念。的概念。0 SSdB SLSdtDjl dH14jH D0 B0 E麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组(微分形式微分形式):tDjH D0 BtBE 静电场和稳恒磁场静电场和稳恒磁场变化的电磁场变化的电磁场15EDr0麦克斯韦方程组