电磁场恒定电场基本方程.pdfVIP

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3.2恒定电场的基本方程

3.2.1传导电流的连续性方程

依据电荷守恒定律,电场中通常流出任一闭合面的传导电流,恒等于该闭合面

内自由电荷的减少率

这也就是电流连续性方程的一般形式。

在恒定电场中,单位时间内有多少电荷从闭合面流出,就有多少电荷流入该闭

合面,即dq/dt=0。于是,上式变为

就是恒定电场中传导电流的连续性方程。

3.2.2电场强度的环路定律

当所选择的闭合路径l经过电源时,电场强度的环量为

当所选择的闭合路径l不含电源时,有

即恒定电场中电场强度的环路定律,它表明导电媒质中的恒定电场为守恒场。

3.2.3导电媒质中恒定电场的基本方程

归纳导电媒质中恒定电场满足的基本规律有

(3.2.1)

(3.2.2)

称为恒定电场的基本方程,上两式是其积分形式。

基本方程的微分形式

∇×E=0(3.2.3)

∇⋅J=0(3.2.4)

更为直接地反映了导电媒质中恒定电场的基本性质:无散、无旋性。

导电媒质的构成方程

J=γE(3.2.5)

3.2.4恒定电场中电位的微分方程

由恒定电场的无旋性,定义标量电位函数

E=−∇φ(3.2.6)

有关电位的意义、性质、量纲、电位参考点的选择和计算都与静电场中相同。

电场强度与电位的积分关系

Q

φ=PE⋅dl(3.2.7)

在各向同性线性导电媒质中,有

2

∇⋅J=∇⋅γ(−∇φ)=−γ∇φ−∇γ⋅∇φ=0

2

当导电媒质还是均匀时,为常数,∇γ=0,∇⋅J=−γ∇φ=0,有

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