交变电磁场4.ppt

1,静电场,§5 麦克斯韦电磁理论简介,安培环路定理在非稳定条件下的困难,对稳恒电流,对S1面,对S2面,？,变化磁场,产生感生电场,变化电场,产生磁场,为了在形式上保持定理成立，麦克斯韦扩充了电流的概念，引入位移电流。,2,静电场,一. 位移电流假设,非稳恒电路中，在传导电流中断处必发生电荷分布的变化,极板上电荷的时间变化率,电荷分布的变化必引起电场的变化,电位移通量,(以平行板电容器为例),位移电流(变化的电场等效为一种电流),3,静电场,电位移通量的变化率等于传导电流强度,一般情况位移电流,位移电流,位移电流与传导电流连接起来恰好构成连续的闭合电流,麦克斯韦提出全电流的概念,在普遍情形下，全电流在空 间永远是连续不中断的，并且构成闭合回路。,4,静电场,(全电流安培环路定理),麦克斯韦将安培环路定理推广,若传导电流为零:,（变化电场产生磁场）,位移电流、传导电流的比较,相同点：,激发磁场的规律相同,不同点：,(1) 产生机理不同,(2) 存在条件不同,（右旋的涡旋磁场）,位移电流可以存在于真空中、导体中、介质中。,(3)位移电流没有热效应，传导电流产生焦耳热,5,静电场,例,设平行板电容器极板为圆板，半径为R ，两极板间距为d, 用缓变电流 IC 对电容器充电,解:,任一时刻极板间的电场,极板间任一点的位移电流,由全电流安培环路定理,求 P1 ,P2 点处的磁感应强度,6,静电场,二. 麦克斯韦方程组,1. 电场的高斯定理,2. 磁场的高斯定理,静电场是有源场 感应电场是涡旋场,传导电流、位移电流产生的磁场都是无源场,系统介绍了电场和磁场的基本性质和规律。,7,静电场,3. 电场的环路定理, 法拉第电磁感应定律,4. 全电流安培环路定理,静电场是保守场，变化磁场可以激发涡旋电场,传导电流和变化电场可以激发涡旋磁场,四个方程称为麦克斯韦方程组的积分形式。 麦克斯韦方程组能完全描述电磁场的动力学过程。,8,静电场,麦克斯韦的贡献：,完善了宏观的电磁场理论： 四个微分方程,在确定的边界条件下联合求解上述方程，原则上可解决电磁场的一般问题。,三个边界方程,2. 爱因斯坦相对论的重要实验基础,3. 预言电磁波的存在,1886年赫兹发现了电磁波，证实了麦克斯韦的预言。,