西安电子科技大学电院电磁课件第1章矢量分析.pptVIP

西安电子科技大学电院电磁课件第1章矢量分析.ppt

  1. 1、本文档共28页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
* 第一章 矢量分析 * 第一章 矢量分析 第一章 矢量分析 1.1 场的概念和表示法 1.2 三种常用的坐标系 1.3 标量场的梯度 1.4 矢量场的通量 散度 1.5 矢量场的环流 旋度 1.6 亥姆霍兹定理 1.1 场的概念和表示法 场的概念: 物理系统中某物理量在该区域的一种分布。 标量场:被描述的物理量是标量,用一个标量函数 来描述 矢量场:被描述的物理量是矢量,用一个矢量函数 来描述 场不仅具有空间属性,还具有时间属性 静态场:物理系统的状态只按空间分布,不随时间变化,即物理系 统的状态是静态的; 记为 (标量场)和 (矢量场); 时变场:物理系统的状态不仅按空间分布,还随时间变化,即场的 分布是动态的; 记为 (标量场)和 (矢量场); 一个矢量场在具体坐标系中可以分解为三个分量场。 例如:在直角坐标系中,静态场可表示为 、 、 所以,一个矢量场对应三个标量场 其中, 、 、 都是标量场 1.2 三种常用的坐标系 1.2.1 直角坐标系 坐标变量: 变量取值范围: 单位矢量: ( ) 任一矢量可表示为: 位置矢量: 微分元: 度量系数: 面积元: 体积元: 图 1.2.2 直角坐标系中的体积元 1.2.2 柱坐标系 图 1.2.3 柱坐标系 坐标变量: 变量取值范围: 单位矢量: ( ) 任一矢量可表示为: 位置矢量: 微分元: 度量系数: 面积元: 体积元: 图 1.2.4 柱坐标系的体积元 1.2.3 球坐标系 图 1.2.5 球坐标系 坐标变量: 变量取值范围: 单位矢量: ( ) 任一矢量可表示为: 位置矢量: 微分元: 度量系数: 面积元: 体积元: 图 1.2.6 球标系的体积元 1.2.4 三种坐标系的坐标变量之间的关系 (1)直角坐标与柱坐标系的关系 (2)直角坐标与球坐标系的关系 (3)柱坐标系与球坐标系的关系 1.3 标量场的递度 1.3.1 标量场的等值面 标量场μ(x, y, z)的等值面方程为 图1.3.1 标量场的等值面 曲面上的各点,虽然坐标 不 同,但函数值相等 1.3.2 标量场的方向导数 梯度 函数 在 的梯度定义 图 1.3.2 方向导数和梯度 函数 在点 沿 方向的方向导数 若点M在等值面 上移动,根据微分定义 而 标量场的方向导数的定义 直角坐标系中哈密顿算符表示为 直角坐标系中梯度计算公式为 柱坐标系中的哈密顿算符和梯度计算公式为 球坐标系中的哈密顿算符和梯度计算公式为 1.4 矢量场的通量 散度 1.4.1 矢量场的通量 n的指向有两种情况: (1)对开曲面上的面元, 的取法要求围成开表面的边界走向与 满足右手螺旋法则 (2)对闭合面上的面元, 一般取外法线方向 空间面元矢量: 面元大小 与面元垂直的单位矢量 图1.4.1 空间中的面元 将曲面S各面元上的A·dS相加,它表示矢量场A穿过整个曲面S的通量,也称为矢量A在曲面S上的面积分: 如果曲面是一个封闭曲面,则 图1.4.2 矢量场的通量与源的关系 (体积内存在着流体的源) (体积内存在着流体的负源) (体积无流体的源) 1.4.2 矢量场的散度 称此极限为矢量场A在某点的散度,记为divA,即散度的定义式为 矢量场A的散度可表示为哈密顿微分算子▽与矢量A的标量积, 即 直角坐标系中的散度计算公式为 柱坐标系中的散度计算公式: 球坐标系中的散度计算公式: 1.4.3 高斯散度定理 高斯散度定理的意义:任意矢量场 的散度在场中任意体积内的 体积分等于矢量场 在限定该体积的闭合面上通量。 将闭合面 包围的体积 分成无穷多个体积元 ...,并使最大体积元 …… … … … 例1.4.1 点电荷 位于球坐标原点,此电荷的电场强度在空间中分布如下 (1)计算在 的球面上,电场强度

文档评论(0)

jdy261842 + 关注
实名认证
文档贡献者

分享好文档!

1亿VIP精品文档

相关文档