电磁场课件-第2章 电场、磁场与麦克斯韦方程.pptVIP

1.电场力、电场强度与电位;2.1电场力、电场强度与电位;2.电场强度;如果电荷是沿一曲线连续分布的线电荷;如果电荷是沿一曲面连续分布的面电荷;如果电荷在某空间体积内连续分布;3.电位;我们将静电场内单位正电荷从A点移动到B点时外力所做的功称为点B和点A之间的电位差;可将下列左式改写成一个具有普遍意义的式子（右式）;可得电位与电场强度的关系为;2.2磁场力、磁感应强度与磁位;2.磁感应强度;如图：电流元和之间的作用力为;面电流在空间产生的磁感应强度为:;3.矢量磁位;根据;4.标量磁位;当一个电荷既受到电场力同时又受到磁场力的作用时，我们称这样的合力为洛伦兹力。;重要特性：电荷在电场中会受到力(称电场力)的作用。;重要特性：在磁场中运动的电荷(电流)会受到力(称磁场力)的作用。;2.4电偶极子;如果两电荷沿z轴对称分布并且距离P点很远，于是;为了便于描述电偶极子，我们定义一个电偶极矩矢量，

该矢量的大小为;2.5磁偶极子;计算在回路上的闭合线积分有;当场源电流分布在有限区域内时，一般将参考点选在无穷远处，此时P点的标量磁位为;一般情况下，求任意点P对回路面积的立体角并不很容易，

但是当P点与回路的距离比起电流回路的尺寸大得多的时候

立体角可以近似地表示为;为了便于描述磁偶极子，我们定义一个磁偶极矩矢量;2.6由电通量与高斯定律导出麦克斯韦第一方程;根据高斯定律;例:已知电位移矢量的表达式为;法拉第电磁感应定律;变化的磁场产生感应电场;2.8由磁通量与高斯定律导出麦克斯韦第三方程;1.传导电流、运流电流和位移电流;此式说明传导电流密度服从于欧姆定律(ohm’slaw)，并且传导电流为;形成运流电流的电荷在运动时并不受到碰撞阻滞作用，即使存在与其它粒子发生碰撞的机率，其作用也微乎其微，可忽略不计，因此运流电流不服从于欧姆定律。;式中运流电流密度为;则穿过闭合面S的位移电流为：;2.电流连续性原理;电流连续性原理表明：在时变场中，在传导电流中断处必有运流电流或位移电流接续。;解：忽略极板的边缘效应和感应电???;3.麦克斯韦第四方程;在真空中的稳恒电流磁场中，磁感应强度沿任意闭合曲线的线积分（也称的环流）,等于穿过该闭合曲线的所有电流强度（即穿过以闭合曲线为边界的任意曲面的电流强度）的代数和的μ0倍。;磁感应强度的环流只与环路内的电流有关，但环路上一点的磁感应强度是由环路内、外电流共同产生的。;定义自由空间用磁场强度表示的磁通密度为;麦克斯韦第四方程;2.10微分形式的麦克斯韦方程组;表明了随时间变化的磁场会产生电场——这是法拉第电磁感应定律的微分形式。;2.11麦克斯韦方程的积分形式;其中引出了三个媒质特性方程;2.12麦克斯韦方程的时谐形式;其中的三个分量可表示为;运用上述规则，可将麦克斯韦方程改写为时谐形式;例将下列用复数形式表示的场矢量变换成瞬时值，或作相反的变换。;(4);2.13电磁场的能量与坡印廷矢量;两式相减，可得;因为;具有电磁能量密度的量纲。即，瞬时坡印廷矢量表示了单位面积的瞬时功率流或功率密度。功率流的方向与电场和磁场的方向垂直。;在时谐形式下;;A/m;64;65;本章要点