第章恒定电流的电场和磁场.pdf

第三章恒定电流的电场和磁场 第三章恒定电流的电场和磁场 3.1 恒定电流的电场　 3.2 磁感应强度　 3.3 恒定磁场的基本方程　 3.4 矢量磁位 3.5 磁偶极子 3.6 磁介质中的场方程　 3.7 恒定磁场的边界条件　 3.8 标量磁位　 3.9 互感和自感 3.10 磁场能量　 3.11 磁场力 第三章恒定电流的电场和磁场 1. 电流 分类：传导电流与运流电流。 传导电流是导体中的自由电子（或空穴）或者是 电解液中的离子运动形成的电流。 运流电流是电子、离子或其他带电粒子在真空 或气体中运动形成的电流。 第三章恒定电流的电场和磁场 3.1 恒定电流的电场 3.1.1 电流密度 图3-1 电流密度 第三章恒定电流的电场和磁场 设通过ΔS 的电流为ΔI ，则该点处的电流密度J为 ∆I dI J lim n n ∆S →0 ∆S dS 2 2 电流密度的单位是安培/米 (A/m ) 。导体内每一点都有一个 电流密度，因而构成一个矢量场。我们称这一矢量场为电流 场。电流场的矢量线叫做电流线。 可以从电流密度J 求出流过任意面积S 的电流强度。一般情 况下，电流密度J和面积元dS 的方向并不相同。此时，通过面积 S 的电流就等于电流密度J在S上的通量，即 I ∫S J =⋅ dS ∫S J cosθ dS 第三章恒定电流的电场和磁场 ∆I dI J lim n n S ∆S →0 ∆l dl J ρ v 图3-2 面电流密度 第三章恒定电流的电场和磁场 3.1.2 电荷守恒定律 电荷守恒定律表明，任一封闭系统的电荷总量不变。因此 在体电流密度为J 的空间内，任取一个封闭的曲面S ，通过S面流 出的电流应该等于以S 为边界的体积V 内单位时间内电荷减少的 量，即 dq d J ⋅dS − − ρ dV ∫S dt dt ∫V 其中V是边界S所限定的体积。 第三章恒定电流的电场和磁场 ∂ρ J ⋅dS − dV ∫S