《電磁場理論基礎》課件

《電磁場理論基礎》ppt課件Contents目錄電磁場基本概念靜電場恒定磁場時變電磁場電磁波的傳播電磁場基本概念01是由電荷產(chǎn)生的，對電荷有作用力的場。電場強度是描述電場性質的物理量，與電場中的位置和電荷有關。電場是由磁體或電流產(chǎn)生的，對磁體和電流有作用力的場。磁場強度是描述磁場性質的物理量，與磁場中的位置和電流有關。磁場電場與磁場是由變化的電場和磁場相互激發(fā)、相互依存形成的場。電磁場的性質可以用電場強度、磁場強度和波速等物理量描述。是電磁場的一種表現(xiàn)形式，以波動的形式傳播。電磁波的傳播速度等于光速，與頻率和介質有關。電磁場與電磁波電磁波電磁場麥克斯韋方程組：是描述電磁場運動規(guī)律的方程組，包括高斯定理、法拉第電磁感應定律和安培環(huán)路定律等。麥克斯韋方程組是電磁場理論的基礎，對電磁波的傳播、輻射和散射等現(xiàn)象有重要應用。麥克斯韋方程組靜電場02電場強度描述電場力的矢量，其方向與正電荷受力的方向相同，其大小等于單位電荷在該點所受的力。電位描述電場中某點電荷的勢能，與電場強度和距離有關。電場強度與電位在任意閉合曲面內(nèi)的電荷量等于該閉合曲面所包圍的體積內(nèi)的電場強度的通量。高斯定理描述電場中某點電荷密度的變化情況，與高斯定理相關。靜電場的散度高斯定理與靜電場的散度靜電場的環(huán)路定理描述電場線在閉合曲線上的環(huán)繞情況，與電勢梯度相關。電勢梯度描述電勢隨距離的變化情況，與電場線的方向和密度有關。靜電場的環(huán)路定理與電勢梯度電容與電容器電容描述電容器存儲電荷的能力，與電容器兩極板間的距離和面積有關。電容器由兩個平行金屬板組成的電子元件，用于存儲電荷。恒定磁場03磁感應強度矢量磁位磁感應線磁通量密度磁感應強度與矢量磁位01020304描述磁場強弱和方向的物理量，表示為B。描述磁場分布的矢量場，表示為A。表示磁場方向的物理模型，與磁場方向垂直。表示磁場分布密度的物理量，與磁感應強度成正比。安培環(huán)路定律與恒定磁場的散度表示磁場與電流之間的關系，即磁場對電流的作用力。表示磁場在空間中的變化情況，與電流分布有關。表示磁場能量的物理量，與磁感應強度的平方成正比。表示磁場對物體的作用力，包括洛倫茲力和安培力。安培環(huán)路定律恒定磁場的散度磁場能量密度磁場力表示帶電粒子在磁場中受到的作用力，與粒子運動方向和磁場方向有關。洛倫茲力當電流通過導體時，由于磁場的作用，會在導體兩側產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象?；魻栃硎敬艌鰧﹄娏鞯淖璧K作用，與導體材料的磁導率有關。磁阻效應表示磁場對物質尺寸的影響，與物質的磁致伸縮系數(shù)有關。磁致伸縮效應洛倫茲力與霍爾效應時變電磁場04波動方程描述電磁波在空間中傳播的微分方程，表達了電場和磁場隨時間和空間的變化規(guī)律。麥克斯韋方程組由安培環(huán)路定律、法拉第電磁感應定律和麥克斯韋-安培定律組成，是描述電磁場變化和傳播的基礎方程。波動方程與麥克斯韋方程組坡印廷定理與能量守恒表述了電磁場能量流動的定量關系，即電磁場能量密度的時間變化率等于電場和磁場的外功率之和。坡印廷定理電磁場中的能量守恒定律，即電磁場能量的增加或減少等于流入或流出閉合曲面的凈功率。能量守恒描述天線輻射電磁波的有效電阻，與天線的輻射效率有關。輻射電阻相對于近區(qū)場的電磁場區(qū)域，其電磁波的波長遠大于天線尺寸，適用于遠距離傳輸。遠區(qū)場輻射電阻與遠區(qū)場電磁波的傳播05描述平面波在空間中傳播的數(shù)學方程，包含了波的振幅、頻率和波速等參數(shù)。平面波的波動方程波前的穩(wěn)定性能量流動方向平面波的波前在傳播過程中保持穩(wěn)定，不會發(fā)生擴散或畸變。平面波的能量沿波矢量方向流動，具有恒定的能量密度和傳播速度。030201平面波的傳播特性趨膚深度導電媒質對電磁波的吸收程度與電磁波的頻率有關，可用趨膚深度來描述電磁波在媒質中的穿透深度。表面阻抗導電媒質的表面阻抗決定了電磁波在媒質表面的反射和透射行為，對天線設計和電磁兼容性有重要影響。電磁波在導電媒質中的傳播電磁波在導電媒質中傳播時，會與媒質中的自由電荷相互作用，導致波的能量衰減和相位的改變。導電媒質中的電磁波123電磁波在傳播過程中遇到不均勻媒質或障礙物時，會發(fā)生散射和吸收，導致能量損失。散射與吸收的物理機制描述散射和吸收程度的物理量，散射系數(shù)決定了散射波的強度，吸收系數(shù)決定