第十一章电磁场理论.pptVIP

* 第一页，共十七页，2022年，8月28日 11.1 麦克斯韦方程组 一、稳恒场的基本规律 1、静电场的基本规律 （1）实验规律 （2）基本定理 （3）基本性质---有源场 保守场 电力线不闭合 第二页，共十七页，2022年，8月28日 2、稳恒磁场的基本规律 （1）实验规律 （2）基本定理 （3）基本性质---无源场 非保守场 磁力线闭合 对变化的电磁场，基本定理需修正和推广。 第三页，共十七页，2022年，8月28日 二、变化电磁场的规律 1.变化的磁场产生电场（麦氏假设1） 当磁场变化时，有感生电场产生： 2.变化的电场产生磁场（麦氏假设2） I0 S1 （1）问题的提出 I0激发的磁场沿环路的积分为 对稳恒闭合电流，环路积分与所张曲面无关。 S2 第四页，共十七页，2022年，8月28日 S1 I0 若电阻换成电容器，充放电时电流不恒定且不闭合， 问题：环路定理不适用非稳恒电流情形！ 问题的要害：电容器中传导电流不连续。 麦氏发现：电容器极板间有变化的电场！ R1 1 2 k i充 C R2 I放 S2 第五页，共十七页，2022年，8月28日 位移电流形式 正在充电的电容器某一时刻的传导电流为I0，根据麦氏假设，I0=Id 位移电流等于电位移通量的变化率。 （2）位移电流假设（麦氏假设2） 变化的电场可以产生磁场，这个磁场可等效为位移电流Id激发的。 电容器极板间的传导电流虽然中断了，但位移电流却能接替它产生磁场。 +Q -Q 第六页，共十七页，2022年，8月28日 Id与I0的比较: Id与I0在产生磁场方面是等效的; I0意味着电荷流动， Id意味着电场变化； I0通过导体产生焦耳热，并产生电场和磁场; 全电流概念 全电流在非稳恒态下是连续的。 位移电流的物理意义 Id与I0按同样规律激发磁场, Id是变化的电场的代称。 Id通过导体不产生焦耳热，仅激发磁场。 第七页，共十七页，2022年，8月28日 例1 一平行板电容器接在交流电源上，其极板面积S，板间为真空，场强为E＝720sin105?t,求（1）极板间位移电流Id;(2)离水平中心线相距r处的磁感应强度B。 交流电 r 解（1） 第八页，共十七页，2022年，8月28日 （2）在与平行板平行的平面上取回路L,由环路定理 交流电 r 第九页，共十七页，2022年，8月28日 电场的高斯定理;电场由自由电荷和变化的磁场激发。 三、麦克斯韦方程组（积分形式） 环路定理；表征变化的磁场激发涡旋电场。 磁场的高斯定理；传导电流和变化的电场激发的磁场均是有旋场,磁力线是闭合曲线。 表征传导电流和变化电场激发磁场的环路定理。 第十页，共十七页，2022年，8月28日 有介质时, 补充三个方程（对各向同性介质） 麦克斯韦方程组 + 介质性质方程组 全面概括总结了电磁场的规律。 第十一页，共十七页，2022年，8月28日 四、电磁场的传播－－电磁波 麦氏的两个假设 1.电磁波 交变的电场和磁场相互转化，相互激发，在空间脱离开场源而独立存在，并以一定的速度向周围传播开去，由此形成电磁波。 2.电磁波的基本性质 都与传播方向 垂直，电磁波是横波。 第十二页，共十七页，2022年，8月28日