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西安交通大学

电磁场有限元分析1

1.1电磁场基本理论

2.基本假设

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•牛顿力学中的长度、质量、时间和力等基本概念都是适

用的。

•电荷的量值与运动无关|q|=1.6008×10－19C。



•电荷守恒：J

t

•J是电流密度，ρ是电荷的体积密度。

•在任何媒质中，电磁扰动以速度：

1/21/21/21/2

c()(rr)(00)(rr)c0

•相对于接收者传播。

•在电磁场中，作用于单位电荷的力为：

f0EvB

•电荷体密度大小为ρ处单位体积所受的力：

f(EvB)

1.1电磁场基本理论

3.媒质的极化和磁化

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•电极化电介质中电荷的分布不同于正常状态而发生畸变。

可用电偶极子模型来描述,极化的程度可以用极化强度表示：

N+-

pi

Plimi1

即每单位体积的电偶V极0矩V,极化后,在介质内部要引起

作体分布的束缚电荷,在介质表面出现面分布的束缚电荷。

•表示电介质极化特性的参数：介电常数（电容

率）。电位移矢量和电场强度的关系：

D0EP

当电介质为各向同性且线性时，可简化为：

DEr0E

1.1电磁场基本理论

•媒质的磁化可用磁偶极子模型描述。磁化程度可用磁化

强度表示：西安交通大学

N

mi

Mlimi1

V0V

表示媒质磁化特性的参数：磁导率。磁场强度和磁感应

强度的关系：

MmHB0(HM)

当媒质为各向同性且线性时，可简化为：



BHr0Hr1m

ØE和H是由场源产生的电磁场本身的特性，与媒质无关；

ØD和B则是考虑受媒质极化和磁化影响后的电磁场特性。

1.1电磁场基本理论

4.媒质中的电磁场

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以E和B表示的麦克斯韦方程组：

自由电荷体密度

fpf:

E

极化