5-电磁场与电磁波-时变电磁场.pdf

Electromagnetic Field and Wave Feb-Jun/2015 Time-varying Electromagnetic Field Dr. Kun Xu （徐坤） State Key Lab of Information Photonics and Optical Communications (Beijing University of Posts and Telecommunications) Tel: +86-10 E-mail: xukun@bupt.edu.cn 主要内容 1. Maxwell’s Equations ? 积分形式 ? 微分形式 ? 复数形式 2. Boundary Conditions 3. Poynting’s Law Poynting Vector 4. Potential Intensity 5. Lorentz Criterion Maxwell’s Equations（积分形式） 1st 两个闭合线积分 2nd 3rd 两个闭合面积分 4th Maxwell’s Equations（微分形式） 表明电磁场和“源”的关系；时变的磁场产生 电场！时变的电场产生磁场！—“电磁场” 静态场与交变电磁场 ? ?? ? E ? 0 ? ? ? 静电场由静止电荷产生； ? ? D ? ?E ?? ? D ? ? ? 静磁场由恒定电流产生； 静态场 ? ? ? ? B ? 0 ? 1 ? ? 二者之间互无影响。 ? ? ? H ? B ?? ? H ? J ? ? 当电荷、电流随时间变化时,它们就要产生随 时间变化的电场和磁场,称为交变电磁场； 交变电磁场 ? 它们既是空间的函数,又是时间的函数； ? 交变电场与交变磁场不是彼此独立,而是互相 激发,互相为源,二者紧密地联系在一起。 安培环路定律和第一方程 问题的提出： 带有电容器的电路 实质上不是闭合回路， 自由电子不能通过。 恒定电流 恒定电场 恒定电场没有散度源，其电流无头无 尾，在回路中流动，自行闭合。 安培环路定理 安培环路定理“不”成立了？ “位移电流”假说 Displacement Current ? 极板之间有电流—位移电流 由麦克斯韦提出 ? 随时间变化的电场形成位移电流。 ? 位移电流像传导电流一样，也能够产生磁场。 ? 共同点：位移电流和传导电流都具有电流的量纲， 都能够产生磁场； ? 不同点：传导电流伴随自由电荷的运动，而位移电 流则不然，伴随它的