位移電流與全電流定律

1、位移電流與全電流定律第1頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日2 1865 年麥克斯韋在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，提出完整的電磁場理論，他的主要貢獻(xiàn)是提出了“有旋電場”和“位移電流”兩個假設(shè)，從而預(yù)言了電磁波的存在，并計算出電磁波的速度（即光速）. ( 真空中 ) 1888 年赫茲的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的預(yù)言，麥克斯韋理論奠定了經(jīng)典電動力學(xué)的基礎(chǔ)，為無線電技術(shù)和現(xiàn)代電子通訊技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊前景.第2頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日3穩(wěn)恒電流磁場的安培環(huán)路定理：I：傳導(dǎo)電流非穩(wěn)恒電流一 位移電流第3頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日4(

2、a)充電時(b)放電時兩極板間電位移為：電位移通量為：時刻與傳導(dǎo)電流同向第4頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日5位移電流：位移電流密度：電場中某點(diǎn)的位移電流密度等于該點(diǎn)的電位移矢量對時間的變化率；通過電場中的某截面的位移電流強(qiáng)度等于通過該截面的電位移通量對時間的變化率。在非穩(wěn)恒情況下，電流也是連續(xù)閉合的。+-第5頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日6二、全電流如果電路中同時有傳導(dǎo)電流和位移電流通過某一截面，則二者之和稱為全電流。全電流電流密度：全電流電流強(qiáng)度：全電流在任何情況下總是連續(xù)的。存在媒體導(dǎo)體導(dǎo)體、電介質(zhì)、真空第6頁，共15頁，2022年，

3、5月20日，22點(diǎn)25分，星期日7三、位移電流的磁場麥克斯韋認(rèn)為：位移電流激發(fā)磁場的規(guī)律與傳導(dǎo)電流相同。全電流定理：在磁場中沿任一閉合回路磁場強(qiáng)度的線積分，在數(shù)值上等于該閉合回路內(nèi)傳導(dǎo)電流和位移電流的代數(shù)和。位移電流的意義：揭示了電場和磁場的內(nèi)在聯(lián)系渦旋磁場第7頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日8結(jié)論：傳導(dǎo)電流和位移電流都能激發(fā)渦旋磁場。 位移電流的引入深刻地揭示了電場和磁場的內(nèi)在聯(lián)系，反映了自然界對稱性的美。法拉第電磁感應(yīng)定律表明了變化磁場能夠產(chǎn)生渦旋電場，位移電流假設(shè)的實(shí)質(zhì)則是表明變化電場能夠產(chǎn)生渦旋磁場。變化的電場和變化的磁場互相聯(lián)系，相互激發(fā)，形成一個統(tǒng)一的電磁

4、場。第8頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日9解：(1)平行板之間的電場為：D=jD均勻分布在橫截面上，與傳導(dǎo)電流同向。a例1.一圓形平行板電容器，兩極板的半徑為a。設(shè)其 正在充放電，電荷按規(guī)律Q=Qosint變化，忽略 邊緣效應(yīng)。求：兩極板間任意點(diǎn)的 jD 和 ？（2）位移電流強(qiáng)度：第9頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日（1）電容器兩極板間的位移電流（2）以兩板中心連線為軸，取半徑為r的圓形回路，應(yīng)用全電流定律例2. 有一平板電容器，兩極板是半徑R=0.1m的導(dǎo)體圓板，勻速充電使電容器兩極板間電場的變化率為 。求：(1)位移電流；(2)兩極板間離

5、兩板中心連線為r處的磁感強(qiáng)度 和r=R處的 。第10頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日第11頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日12所以BrR第12頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日13例3.一空氣平行板電容器，略去邊緣效應(yīng)。1）充電完畢后，斷開電源，然后拉開兩極板。 此過程中兩極板間是否有 jD？2）充電完畢后，仍接通電源，然后拉開兩極板。 此過程中兩極板間是否有 jD？為什么？jD=0jD0D 改變！第13頁，共15頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)25分，星期日14 例4 有一圓形平行平板電容器, .現(xiàn)對其充電,使電路上的傳導(dǎo)電流 ,若略去邊緣效應(yīng), 求（1）兩極板間的位移電流;（2）兩極板間離開軸線的距離為 的點(diǎn) 處的磁感強(qiáng)度 . * 解 如圖作一半徑 為 平行于極板的圓形回路，通過此圓面積的