第九章麥克斯韋電磁理論

第九章麥克斯韋電磁理論第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日1820年奧斯特電磁1831年法拉第磁電1864年麥克斯韋的兩個假設產(chǎn)生產(chǎn)生感生電場位移電流歷史性變化的磁場電場變化的電場磁場激發(fā)第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日一.位移電流包含電阻、電感線圈的電路,電流是連續(xù)的.RLII電流的連續(xù)性問題:包含有電容的電流是否連續(xù)？II++++++第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日問題在電流非穩(wěn)恒狀態(tài)下,安培環(huán)路定理是否正確?安培環(huán)路定理:磁場強度沿任意閉合回路的線積分，等于該回路所包圍的傳導電流的代數(shù)和。對面:對面:+++++++++II矛盾SIIS++++++l第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日則式中:傳導電流若把最右端電通量的時間變化率看作為一種電流，那么電路就連續(xù)了。麥克斯韋把這種電流稱為位移電流。定義（位移電流密度）以平行板電容器為例：與極板平行且大小相等的面積S的電位移通量：第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日在一般情況下,傳導電流和位移電流可以同時通過某一截面,因此,麥克斯韋引入全電流.全電流通過某一截面的全電流是通過這一截面的傳導電流和位移電流的代數(shù)和.在任一時刻,電路中的全電流總是連續(xù)的.而且,在非穩(wěn)恒的電路中,安培環(huán)路定律仍然成立.全電流安培環(huán)路定理：第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日位移電流的理解1.位移電流與傳導電流方向相同如放電時反向同向2.位移電流和傳導電流產(chǎn)生磁場相同.3.在真空中位移電流無熱效應.第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日傳導電流位移電流電荷的定向移動電場的變化通過電流產(chǎn)生焦耳熱真空中無熱效應傳導電流和位移電流在激發(fā)磁場上是等效．即變化的電場會產(chǎn)生磁場。第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日(Hd為Id產(chǎn)生的磁場)左旋右旋對稱美第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日例:半徑為R,相距l(xiāng)(l?R)的圓形空氣平板電容器,兩端加上交變電壓U=U0sint,求電容器極板間的:(1)位移電流;(2)位移電流密度Jd的大小;(3)位移電流激發(fā)的磁場分布B(r),r為圓板的中心距離.第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日解(1)由于l?R,故平板間可作勻強電場處理,根據(jù)位移電流的定義(2)由位移電流密度的定義第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日(3)因為電容器內(nèi)Ic=0,且磁場分布應具有軸對稱性,由全電流定律得第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日對于靜電場和穩(wěn)恒磁場,其基本規(guī)律為:靜電場穩(wěn)恒磁場變二、麥克斯韋方程組第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日對于靜電場和穩(wěn)恒磁場,其基本規(guī)律為:靜電場穩(wěn)恒磁場變二、麥克斯韋方程組第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日對于靜電場和穩(wěn)恒磁場,其基本規(guī)律為:靜電場穩(wěn)恒磁場變二、麥克斯韋方程組第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日對于靜電場和穩(wěn)恒磁場,其基本規(guī)律為:靜電場穩(wěn)恒磁場變二、麥克斯韋方程組第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日對于靜電場和穩(wěn)恒磁場,其基本規(guī)律為:靜電場穩(wěn)恒磁場變二、麥克斯韋方程組第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日對于靜電場和穩(wěn)恒磁場,其基本規(guī)律為:靜電場穩(wěn)恒磁場變二、麥克斯韋方程組第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日麥克斯韋認為靜電場的高斯定理和磁場的高斯定理也適用于一般電磁場.所以,可以將電磁場的基本規(guī)律寫成麥克斯韋方程組(積分形式):第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日預言了電磁波的存在.說明電場、磁場密切聯(lián)系，是一個統(tǒng)一整體，是同一物質在不同情況下的表現(xiàn)。是宏觀電磁學理論體系的核心。麥克斯韋電磁場理論是物理學上一次重大的突破,愛因斯坦在一次紀念麥克斯韋誕辰時說:這“…是牛頓以來物理學上經(jīng)歷的最深刻和最有成果的一次真正觀念上的變革.”意義第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日本章重要內(nèi)容回顧1、電磁感應電磁感應定律楞次定律感應電流的方向總是反抗引起感應電流的原因2、動生電動勢3、感生電動勢第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日4.自感自感系數(shù)自感電動勢5.互感互感系數(shù)互感電動勢第二十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日