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1、James ClerkMaxwell （1831-1879） 第16章 麦克斯韦方程组16.1 位移电流 感生磁场一、位移电流的背景电场静电场感生电场静止电荷产生磁场稳恒磁场恒定电流产生是否存在感生磁场回顾前面几章所涉及的电场和磁场：由于存在是否由于本节要解决的问题麦克斯韦假设了感生磁场的存在，定义了位移电流，发展了电流的概念，完善了宏观电磁场理论。是否存在感生磁场是否由于麦克斯韦的两个假设涡旋电场位移电流变化的磁场电场变化的电场磁场激发激发1.问题的提出二、位移电流的定义 性质关于1)从稳恒电路中推出最初目的：避开磁化电流的计算2)传导电流 (由电荷定向移动而形成)具有 热效应 可产生磁场通

2、过以L为边界的任一曲面的传导电流。3)矛盾稳恒磁场的安培环路定理已不适用于非稳恒电流的电路4)在电容器充电过程中出现了矛盾：某时刻 回路中传导电流强度为i取L如图，计算H的环流若取以L为边界的曲面S1若取以L为边界的曲面S2得得思考1：场客观存在, 环流值必须唯一思考2：定理应该普适。麦克斯韦 假设：位移电流的存在 提出：全电流的概念 得到：安培环路定理的普遍形式平板电容器内部存在一个物理量该物理量功能：可以产生磁场,起着电流的作用寻找该物理量：应是电流的量纲2.位移电流假设在充放电过程中，平行板电容器内有哪些物理量？t 时刻:随时间变化:分析各量的量纲得电流面密度从电场的变化角度分析： 电流

3、非稳恒电路中，传导电流中断处必有电荷分布的变化极板上电量的时间变化率等于传导电流极板上电量的变化必引起电场的变化据高斯定理，对闭合面S1+S2，位移电流Maxwell 定义：S1在极板内从电场的变化角度分析：位移电流定义：通过某个面积的位移电流就是通过该面积的电位移通量对时间的变化率。即令则或-位移电流的面密度位移电流强度位移电流的本质是随时间变化的电场对应着感生磁场 位移电流与传导电流连接起来构成连续的闭合电流麦克斯韦提出全电流的概念全电流在空间永远是连续不中断的，并且构成闭合回路3. 全电流 全电流定理电流概念的推广凡是能产生磁场的物理量均称为电流。1）传导电流 载流子定向运动2）位移电流 变化的电场全电流全电流定理麦克斯韦将安培环路定理推广到全电流：全电流安培环路定理： 磁场强度沿任意闭合回路的环流等于穿过此闭合回路所围曲面的全电流。通常形式S1在极板内位移电流和传导电流的比较相同点： 在周围空间激发磁场 激发的磁场为有旋场 和磁场方向满足右手螺旋关系不同点：IdI0 电荷激发 变化的电场激发 存在于导体 存在于

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