交变电磁场4.ppt

静电场 * * §5 麦克斯韦电磁理论简介 安培环路定理在非稳定条件下的困难 对稳恒电流 对S1面 对S2面 ？ 变化磁场 产生感生电场 变化电场 产生磁场 为了在形式上保持定理成立，麦克斯韦扩充了电流的概念，引入位移电流。 一. 位移电流假设 非稳恒电路中，在传导电流中断处必发生电荷分布的变化 ——极板上电荷的时间变化率 ? 电荷分布的变化必引起电场的变化 电位移通量 ? (以平行板电容器为例) ——位移电流(变化的电场等效为一种电流) 电位移通量的变化率等于传导电流强度 一般情况位移电流 ——位移电流 位移电流与传导电流连接起来恰好构成连续的闭合电流 麦克斯韦提出全电流的概念 在普遍情形下，全电流在空 间永远是连续不中断的，并且构成闭合回路。 ? (全电流安培环路定理) 麦克斯韦将安培环路定理推广 若传导电流为零: （变化电场产生磁场） 位移电流、传导电流的比较 相同点： 激发磁场的规律相同 不同点： (1) 产生机理不同 (2) 存在条件不同 （右旋的涡旋磁场） 位移电流可以存在于真空中、导体中、介质中。 (3)位移电流没有热效应，传导电流产生焦耳热 例 设平行板电容器极板为圆板，半径为R ，两极板间距为d, 用缓变电流 IC 对电容器充电 解: 任一时刻极板间的电场 极板间任一点的位移电流 由全电流安培环路定理 求 P1 ,P2 点处的磁感应强度 二. 麦克斯韦方程组 1. 电场的高斯定理 2. 磁场的高斯定理 静电场是有源场 感应电场是涡旋场 传导电流、位移电流产生的磁场都是无源场 ——系统介绍了电场和磁场的基本性质和规律。 3. 电场的环路定理 —— 法拉第电磁感应定律 4. 全电流安培环路定理 静电场是保守场，变化磁场可以激发涡旋电场 传导电流和变化电场可以激发涡旋磁场 四个方程称为麦克斯韦方程组的积分形式。 麦克斯韦方程组能完全描述电磁场的动力学过程。 麦克斯韦的贡献： 完善了宏观的电磁场理论： 四个微分方程 在确定的边界条件下联合求解上述方程，原则上可解决电磁场的一般问题。 三个边界方程 2. 爱因斯坦相对论的重要实验基础 3. 预言电磁波的存在 1886年赫兹发现了电磁波，证实了麦克斯韦的预言。