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文档简介
1、第八章麦克斯韦电磁场方程1位移电流感应磁场2麦克斯韦电磁场方程3电磁场的物质单位相对论*4 A-B效应,2,1位移电流感应磁场,1。大约,2。位移电流全电流定理3。理解位移电流的本质。电场、静电场、感应电场、静电荷产生、磁场、稳定磁场。当产生恒定电流时,是否存在感应磁场?回顾前几章中涉及到的电场和磁场:因为它的存在,是不是因为这一节要解决的问题?4。麦克斯韦假设了感应磁场的存在,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。5,1,约,1。源自稳定电路,最初的目的是避免计算磁化电流,2。传导电流(由电荷的定向运动形成)具有热效应,并能产生磁场3。内部:与回路相连的电流值为3360,它
2、通过任何以L为边界的曲面。6,4。电容器充电过程中存在矛盾。在某个时刻,回路中的传导电流强度为1,取如图所示的1,计算出h的环流。如果你取以1为边界的曲面S1,如果你取以1为边界的曲面S2,你可以得到,7。思维1:场是客观存在的,流通价值必须是唯一的。2.这个定理应该是普遍的。麦克斯韦假设:位移电流的存在提出:获得了全电流的概念:安培环路定理的一般形式8。2.位移电流全电流全电流定理1。位移电流,平板电容器内部有一个物理量,它能产生磁场,起到电流的作用,并找出物理量:它应该是电流9的维数。在充电和放电期间,平行板电容器中有什么物理量,t时间:分析每个量的尺寸,其随时间变化:10,寻找尺寸:麦克
3、斯韦定义:位移电流,11,位移电流定义:通过一个区域的位移电流是通过该区域的电位移通量随时间的变化率。也就是说,让,那么,或者,是位移电流的面密度,12,2。全电流定理,电流概念的推广,所有能产生磁场的物理量都称为电流,1)导电载流子定向运动,2)位移电流变化的电场,全电流,全电流定理,13,一般形式,14,讨论:1)电流概念的推广。2)其他方面不同于传导电流。例如,在真空中,位移电流不伴随任何电荷的运动,因此不会产生焦耳热。15.如果以L为边界的曲面S,17和以L为边界的曲面S2,只有传导电流,所以只有位移电流。因此,3)利用全电流定理可以解决以前充电电路中的矛盾。16.可以证明平行板电容器
4、极板是设置的。第三,对位移电流本质的认识,对应于感应磁场,完善了麦的假设,电位移矢量,时间导数,18,改变了电偶极矩,如果是真空,更重要的是,19,当空间中没有传导电流时,有:相反,它们在形式上是对称的,这正好反映了能量转换和守恒定律,公式中有一个负号,20例:半径为r的平板电容器均匀充电,其内部充满介质。找出:1) I d(忽略边缘效应),解:22,充放电,I d方向与外部电路的传导电流方向一致,23,解:在p点的垂直轴上画一个圆,相当于位移电流均匀地通过圆柱体。根据总电流定理,24,25,2麦克斯韦电磁场方程1。积分形式2。微分形式3。麦克斯韦的贡献。电磁场的边界条件1。积分形式,重新整合
5、为电场和磁场两个方程,积分形式,注意:2。微分形式1。数学定理2。微分形式,微分形式,31。在界面上,场是不连续的,不能使用微分关系。代替t洛伦兹力,三个介质方程,麦克斯韦贡献,(,),2。爱因斯坦相对论的重要实验基础,3。从微分方程预测电磁波在各向同性介质中的存在,在、的情况下,是以波动方程的形式,并且具有沿X方向传播的电磁场(波)。1886年,赫兹发现了电磁波,这证实了麦的预言。电磁能量以波的形式传播。波的物理量是E和H,波速是。将电磁方程与波动方程进行比较,可以看出真空中的波速是电磁波,是横波,电磁波能量的传播一般是介质。描述:与物质相互作用的主要物理量是电矢量,通常称为光矢量,折射率为
6、,因此能流密度矢量为,38,电磁能量沿传输线传播,沿导体径向由外向内传播,以补偿导体上的焦耳热损失。4.材料界面上电磁场电场和磁场(电流)的边界条件,1。界面上电场的边界条件,介质1一侧靠近界面P点的P1点的场量,介质2一侧靠近界面P点的P2点的场量,界面上P点的情况,法向分量的关系,以P1和P2为界面两侧底部平行界面的平面圆柱介质2的底部面积表示为S2, 介质假设在界面上没有自由电荷,也就是它们之间的关系,因为,因此,它是从介质方程导出的,也就是说,或者说,在界面的两边,有一个狭长的矩形环,以P1点和P2点为平行的界面,以及切线分量之间的关系,也就是它们之间的关系,因为,因此,它是从介质方程导出的,也就是说, 界面上某点P两侧的磁场量之间的关系是一个平的圆柱面,这给用介质方程求解问题带来了方便。 根据介质方程,它是一个狭长的矩形回路,例如,将一个无限各向同性的介质板置于均匀电场中,如图所示,求介
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