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(gè)假設(shè)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(qiáng)度沿任意閉合回路的線積分，等于該回路所包圍的傳導(dǎo)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(dǎo)電流若把最右端電通量的時(shí)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(dǎo)電流和位移電流可以同時(shí)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(dǎo)電流和位移電流的代數(shù)和.在任一時(shí)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(dǎo)電流方向相同如放電時(shí)反向同向2.位移電流和傳導(dǎo)電流產(chǎn)生磁場相同.3.在真空中位移電流無熱效應(yīng).第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日傳導(dǎo)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(yīng)傳導(dǎo)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(qiáng)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?yàn)殡娙萜鲀?nèi)Ic=0,且磁場分布應(yīng)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(rèn)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(yù)言了電磁波的存在.說明電場、磁場密切聯(lián)系，是一個(gè)統(tǒng)一整體，是同一物質(zhì)在不同情況下的表現(xiàn)。是宏觀電磁學(xué)理論體系的核心。麥克斯韋電磁場理論是物理學(xué)上一次重大的突破,愛因斯坦在一次紀(jì)念麥克斯韋誕辰時(shí)說:這“…是牛頓以來物理學(xué)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(yīng)電磁感應(yīng)定律楞次定律感應(yīng)電流的方向總是反抗引起感應(yīng)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