第六章交變電磁場1課件

交變電磁場作業(yè)：無限大無源空間中填充了某均勻、線性、各向同性的導(dǎo)電媒質(zhì)，該媒質(zhì)的電導(dǎo)率為

，介電常數(shù)和磁導(dǎo)率分別為

和

。試寫出反映該空間中交變電磁場規(guī)律的麥克斯韋方程組交變電磁場作業(yè)：1法拉第交變電磁場靜電場恒定磁場恒定電場靜電場-----電荷恒定電場-----穩(wěn)恒電流-----勻速運動的電荷恒定磁場-----穩(wěn)恒電流-----勻速運動的電荷變速運動的電荷呢？變化的磁場？法拉第交變電磁場靜電場恒定磁場恒定電場靜電場-----電荷變2電磁感應(yīng)定律“電動勢”——非保守電場沿閉合路徑的積分根據(jù)電磁感應(yīng)定律：C中的電動勢就是通過S的磁通的減少率。右手法則!感應(yīng)電動勢：電磁感應(yīng)定律“電動勢”——非保守電場沿閉合路徑的積分根據(jù)電磁3演示動畫演示動畫4電磁感應(yīng)定律當(dāng)空間中還存在靜電荷的電場時：電磁感應(yīng)定律當(dāng)空間中還存在靜電荷的電場時：5電磁感應(yīng)定律曾經(jīng)有一個定理叫做：靜電場的旋度定理，它說明，靜電場是一個無旋場又曾經(jīng)有一個公式，使電場的旋度積分不等于零，他是什么呢？P86電動勢電磁感應(yīng)定律曾經(jīng)有一個定理叫做：靜電場的旋度定理，它說明，靜6電磁感應(yīng)定律有電動勢就能支持環(huán)形電場，如果是電池這種，就在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生。那么磁場的變化是類似于電池的一種電動勢，產(chǎn)生的環(huán)形電場可以存在于自由空間中，反過來，電池這種電動勢也可以吧？自由空間中存在環(huán)形電場回路電磁感應(yīng)定律有電動勢就能支持環(huán)形電場，如果是電池這種，就在導(dǎo)7麥克斯韋第二方程描述變化磁場中的靜止導(dǎo)體；感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場要阻止原磁場的減??！回路可存在于自由空間中右手法則!麥克斯韋第二方程描述變化磁場中的靜止導(dǎo)體；右手法則!8麥?zhǔn)系诙匠痰奈⒎中问禁準(zhǔn)系诙匠痰奈⒎中问?法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律10第六章交變電磁場1課件11麥克斯韋第二方程和靜態(tài)條件下的電場不同，交變場中電場可以由交變磁場產(chǎn)生。而且因為交變磁場產(chǎn)生的電場的環(huán)流不再為零，所以交變磁場應(yīng)該是交變電場的旋度源。既然如此，由旋度源交變磁場產(chǎn)生的交變電場的散度應(yīng)該為零。麥克斯韋第二方程例：已知無源空間的電場強(qiáng)度如下，求相應(yīng)的磁場強(qiáng)度。（解題思路：麥克斯韋第二方程）麥克斯韋第二方程和靜態(tài)條件下的電場不同，交變場中電場可以由交12麥克斯韋第三方程如前所述，交變磁場畢竟只是交變電場的旋度源，它的引入并不影響交變的靜電荷作為散度源產(chǎn)生交變的電場。因此靜態(tài)電磁場中電場的散度方程在交變電磁場的情況下可以保留，即如下所示的麥克斯韋第三方程。麥克斯韋第三方程例：真空無源區(qū)域中，已知求：電位移矢量的z分量。解題思路：麥克斯韋第三方程麥克斯韋第三方程如前所述，交變磁場畢竟只是交變電場的旋度源，13判斷：交變電場由交變電荷和交變磁場共同產(chǎn)生，其中交變電荷作為電場的散度源，所產(chǎn)生的電場的旋度為零；交變磁場作為電場的旋度源，所產(chǎn)生的電場的散度為零。交變磁場產(chǎn)生的電場是個保守場。雖然靜態(tài)條件下的電場是個無旋有散場，但交變的靜電荷所產(chǎn)生的有旋無散的非保守場。（NO）非保守場（NO）有散交變電場小結(jié)：判斷：交變電場由交變電荷和交變磁場共同產(chǎn)生，其中交變電荷作為14麥克斯韋第四方程?靜態(tài)場條件下的磁場僅由恒定電流產(chǎn)生，在交變場的情況下是否成立？和靜態(tài)條件下的磁場一樣，交變磁場的散度仍然為零，是個無散場，因此靜態(tài)電磁場中磁場的散度方程在交變電磁場的情況下得以保留，即麥克斯韋第四方程。麥克斯韋第四方程麥克斯韋第四方程?靜態(tài)場條件下的磁場僅由恒定電流產(chǎn)生，在交變15麥克斯韋第四方程已知磁場Hx=0,式中k’、k為常數(shù)求磁場的Hz分量解:

麥克斯韋第四方程已知磁場Hx=0,16麥克斯韋方程組麥克斯韋第一方程?麥克斯韋第二方程麥克斯韋第三方程麥克斯韋第四方程麥克斯韋第一方程看來是解決磁場旋度問題的麥克斯韋方程組麥克斯韋第一方程?麥克斯韋第二方程麥克斯韋第三17安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理“不”成立了？安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理“不”成立了？18安培環(huán)路定理可見，交變磁場的旋度源不僅僅只是交變電流。然而，我們知道顯然，只是一個特例，穩(wěn)恒電流下的特例那么，由于是一定成立的，所以需要修正安培環(huán)路定理可見，交變磁場的旋度源不僅僅只是交變電流。然而，19位移電流此時，將替換為位移電流位移電流此時，將替換為位移電流20麥克斯韋第一方程麥克斯韋第一方程交變電流、交變電場都是交變磁場的旋度源。具有電流的量綱，能夠產(chǎn)生交變磁場，因此給其一個特定的稱謂，位移電流。（傳導(dǎo)電流）共同點：位移電流和傳導(dǎo)電流都具有電流的量綱，都能夠產(chǎn)生磁場。區(qū)別點：

傳導(dǎo)電流伴隨自由電荷的運動，而位移電流則不然，伴隨它的僅僅是隨時間變化的電場。麥克斯韋第一方程麥克斯韋第一方程交變電流、交變電場都是交變磁21已知：一個閉合面包含了平板電容器的一個極板，板間填充空氣，電壓為，d很小，極板面積S較大，因此電容器中的電場均勻分布。證明：流進(jìn)封閉面的傳導(dǎo)電流等于流出封閉面的位移電流。證明：已知電壓則，傳導(dǎo)電流為已知：一個閉合面包含了平板電容器的一個極板，板間填充空氣，電22位移電流密度為電容器中的交變電場為位移電流：位移電流為得征。位移電流密度為電容器中的交變電場為位移電流：位移電流為得征。23ThankYou!AddyourcompanysloganThankYou!Addyourcompanysl24交變電磁場作業(yè)：無限大無源空間中填充了某均勻、線性、各向同性的導(dǎo)電媒質(zhì)，該媒質(zhì)的電導(dǎo)率為

，介電常數(shù)和磁導(dǎo)率分別為

和

。試寫出反映該空間中交變電磁場規(guī)律的麥克斯韋方程組交變電磁場作業(yè)：25法拉第交變電磁場靜電場恒定磁場恒定電場靜電場-----電荷恒定電場-----穩(wěn)恒電流-----勻速運動的電荷恒定磁場-----穩(wěn)恒電流-----勻速運動的電荷變速運動的電荷呢？變化的磁場？法拉第交變電磁場靜電場恒定磁場恒定電場靜電場-----電荷變26電磁感應(yīng)定律“電動勢”——非保守電場沿閉合路徑的積分根據(jù)電磁感應(yīng)定律：C中的電動勢就是通過S的磁通的減少率。右手法則!感應(yīng)電動勢：電磁感應(yīng)定律“電動勢”——非保守電場沿閉合路徑的積分根據(jù)電磁27演示動畫演示動畫28電磁感應(yīng)定律當(dāng)空間中還存在靜電荷的電場時：電磁感應(yīng)定律當(dāng)空間中還存在靜電荷的電場時：29電磁感應(yīng)定律曾經(jīng)有一個定理叫做：靜電場的旋度定理，它說明，靜電場是一個無旋場又曾經(jīng)有一個公式，使電場的旋度積分不等于零，他是什么呢？P86電動勢電磁感應(yīng)定律曾經(jīng)有一個定理叫做：靜電場的旋度定理，它說明，靜30電磁感應(yīng)定律有電動勢就能支持環(huán)形電場，如果是電池這種，就在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生。那么磁場的變化是類似于電池的一種電動勢，產(chǎn)生的環(huán)形電場可以存在于自由空間中，反過來，電池這種電動勢也可以吧？自由空間中存在環(huán)形電場回路電磁感應(yīng)定律有電動勢就能支持環(huán)形電場，如果是電池這種，就在導(dǎo)31麥克斯韋第二方程描述變化磁場中的靜止導(dǎo)體；感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場要阻止原磁場的減??！回路可存在于自由空間中右手法則!麥克斯韋第二方程描述變化磁場中的靜止導(dǎo)體；右手法則!32麥?zhǔn)系诙匠痰奈⒎中问禁準(zhǔn)系诙匠痰奈⒎中问?3法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律34第六章交變電磁場1課件35麥克斯韋第二方程和靜態(tài)條件下的電場不同，交變場中電場可以由交變磁場產(chǎn)生。而且因為交變磁場產(chǎn)生的電場的環(huán)流不再為零，所以交變磁場應(yīng)該是交變電場的旋度源。既然如此，由旋度源交變磁場產(chǎn)生的交變電場的散度應(yīng)該為零。麥克斯韋第二方程例：已知無源空間的電場強(qiáng)度如下，求相應(yīng)的磁場強(qiáng)度。（解題思路：麥克斯韋第二方程）麥克斯韋第二方程和靜態(tài)條件下的電場不同，交變場中電場可以由交36麥克斯韋第三方程如前所述，交變磁場畢竟只是交變電場的旋度源，它的引入并不影響交變的靜電荷作為散度源產(chǎn)生交變的電場。因此靜態(tài)電磁場中電場的散度方程在交變電磁場的情況下可以保留，即如下所示的麥克斯韋第三方程。麥克斯韋第三方程例：真空無源區(qū)域中，已知求：電位移矢量的z分量。解題思路：麥克斯韋第三方程麥克斯韋第三方程如前所述，交變磁場畢竟只是交變電場的旋度源，37判斷：交變電場由交變電荷和交變磁場共同產(chǎn)生，其中交變電荷作為電場的散度源，所產(chǎn)生的電場的旋度為零；交變磁場作為電場的旋度源，所產(chǎn)生的電場的散度為零。交變磁場產(chǎn)生的電場是個保守場。雖然靜態(tài)條件下的電場是個無旋有散場，但交變的靜電荷所產(chǎn)生的有旋無散的非保守場。（NO）非保守場（NO）有散交變電場小結(jié)：判斷：交變電場由交變電荷和交變磁場共同產(chǎn)生，其中交變電荷作為38麥克斯韋第四方程?靜態(tài)場條件下的磁場僅由恒定電流產(chǎn)生，在交變場的情況下是否成立？和靜態(tài)條件下的磁場一樣，交變磁場的散度仍然為零，是個無散場，因此靜態(tài)電磁場中磁場的散度方程在交變電磁場的情況下得以保留，即麥克斯韋第四方程。麥克斯韋第四方程麥克斯韋第四方程?靜態(tài)場條件下的磁場僅由恒定電流產(chǎn)生，在交變39麥克斯韋第四方程已知磁場Hx=0,式中k’、k為常數(shù)求磁場的Hz分量解:

麥克斯韋第四方程已知磁場Hx=0,40麥克斯韋方程組麥克斯韋第一方程?麥克斯韋第二方程麥克斯韋第三方程麥克斯韋第四方程麥克斯韋第一方程看來是解決磁場旋度問題的麥克斯韋方程組麥克斯韋第一方程?麥克斯韋第二方程麥克斯韋第三41安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理“不”成立了？安培環(huán)路定理安培環(huán)路定理“不”成立了？42安培環(huán)路定理可見，交變磁場的旋度源不僅僅只是交變電流。然而，我們知道顯然，只是一個特例，穩(wěn)恒電流下的特例那么，由于是一定成立的，所以需要修正安培環(huán)路定理可見，交變磁場的旋度源不僅僅只是交變電流。然而，43位移電流此時，將替換為位移電流位移電流此時，將替換為位移電流44麥克斯韋第一方程麥克斯韋第一方程交變電流、交變電場都是交變磁場的旋度源。具有電流的量綱，能夠產(chǎn)生交變磁場，因此給其一個特定的稱謂，位移電流。（傳導(dǎo)電流）共同點：位移電流和傳導(dǎo)電流都具有電流的量綱，都能夠產(chǎn)生磁場。區(qū)別點：

傳導(dǎo)電流伴隨自由電荷的運動，而位移電流則不然，伴隨它的僅僅是隨時間變化的電場。麥克斯韋第一方程麥克斯韋第一方程交變電流、交變電場都是交變磁45已知：一個閉合面包含了平板電容器的一個極板，板間填充空氣，電壓為，d很