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汇报人：李老师
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电动力学课件
目录
电动力学基本概念与原理
静电场分析及应用
恒定磁场分析及应用
时变电磁场分析及应用
目录
电磁波传播与辐射问题探讨
电动力学在工程技术中应用举例
电动力学基本概念与原理
电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质，它对放入其中的电荷有电场力的作用，这种力是库仑力。
电场
磁体周围空间存在的一种特殊形态的物质，它对放入其中的运动电荷有磁场力的作用，这种力是洛伦兹力。
磁场
描述电场强弱的物理量，是矢量，其方向与正电荷所受电场力的方向相同。
电场强度
描述磁场强弱的物理量，也是矢量，其方向与小磁针静止时北极所指的方向相同。
磁感应强度
是电磁学的基本方程，由四个方程组成，分别描述了电场的性质、磁场的性质、变化的电场产生磁场以及变化的磁场产生电场。
麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组揭示了电磁现象的本质和规律，统一了电学和磁学，为电磁学的发展奠定了基础。同时，它也预言了电磁波的存在，为无线通信和电磁辐射等应用提供了理论支持。
物理意义
电磁波是一种横波，具有波粒二象性。它的传播不需要介质，可以在真空中传播。电磁波具有能量和动量，可以传递信息和能量。
电磁波在空间中传播时，其电场和磁场相互垂直且与传播方向垂直。电磁波的传播速度等于光速，在真空中传播速度最大。
传播方式
电磁波性质
边界条件
在电磁场问题的求解中，边界条件是不可缺少的。常见的边界条件有狄利克雷边界条件、诺依曼边界条件和混合边界条件等。这些边界条件描述了电磁场在边界上的行为或性质。
辐射问题
辐射是指能量以电磁波的形式传播的过程。在电动力学中，辐射问题涉及到电磁波的发射、传播和接收等方面。例如，天线辐射电磁波、电磁波在媒质中的传播以及电磁波的接收和检测等都属于辐射问题的范畴。
静电场分析及应用
库仑定律
描述两个点电荷之间的相互作用力，其大小与电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
电场强度
表示电场中某点的电场力作用强弱和方向的物理量，可通过库仑定律和叠加原理计算得出。
电场线
形象地描述电场分布情况的曲线，其疏密程度反映电场强度的大小，切线方向表示该点电场强度的方向。
描述电场中某点电势能大小的物理量，可通过电场力做功与路径无关的特性定义。
电势
两点间电势的差值，表示单位正电荷从一点移动到另一点时电场力所做的功。
电势差
电势相等的各个点构成的面，具有垂直于电场线的特性，且相邻等势面之间的电势差相等。
等势面
1
2
3
在静电场中具有自由电荷，其内部电场强度为零，电荷分布在导体表面，形成表面电荷分布。
导体
在静电场中不具有自由电荷，其内部和表面均可存在束缚电荷，形成一定的电荷分布和电场分布。
绝缘体
当导体靠近带电体时，由于静电感应作用，导体内部电荷重新分布，使得导体两端出现等量异号电荷。
静电感应
静电场能量密度
表示单位体积内静电场所储存的能量，与电场强度的平方和电介质常数有关。
静电场能量储存
通过电容器等装置将静电场能量储存起来，实现能量的转换和利用。
静电场能量转换
通过静电感应、电势差等方式将静电场能量转换为其他形式的能量，如机械能、热能等。
03
02
01
恒定磁场分析及应用
描述电流元在空间任意点P处所激发的磁感应强度dB的大小及方向规律，其数学表达式为dB=μ0/4π*IΔL×r/r³。
毕奥-萨伐尔定律
通过毕奥-萨伐尔定律，可以计算载流导线、载流线圈以及载流螺线管等电流分布所产生的磁场强度。
磁场强度计算
定义为磁感应强度B的矢势，满足矢量泊松方程，其边界条件由磁感应强度的切向分量决定。
矢量磁位
在不存在电流的区域，可以引入标量磁位来描述磁场，它满足拉普拉斯方程，边界条件由磁感应强度的法向分量决定。
标量磁位
在不存在电流的区域，矢量磁位可以表示为标量磁位的梯度，即A=grad(φ)。
矢量磁位与标量磁位的关系
03
磁性材料的应用
利用磁性材料的特性，可制造电机、变压器、电感器、电磁铁等电气设备，以及用于信息存储和处理的磁记录器件等。
01
磁性材料的分类
根据材料在磁场中的表现，可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性等。
02
磁性材料的磁化曲线和磁滞回线
描述磁性材料在恒定磁场中的磁化过程和磁滞现象，反映材料的磁化难易程度及磁损耗大小。
时变电磁场分析及应用
法拉第电磁感应定律
当导体回路在变化的磁场中时，会在回路中产生感应电动势，其大小等于回路所包围的面积内磁通量变化率的负值。
楞次定律
感应电流的方向总是使得它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。
麦克斯韦-安培环路定理：在稳恒磁场中，磁感应强度B沿任何闭合路径的线积分，等于这闭合路径所包围的各个电流的代数和乘以磁导率。这个结论可以推广为全电流定律，即磁场强度H沿任意闭合路径的线积分等于穿过该路径所包围的面积的全电
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