5.0第五章 时变电磁场a.pdf

第五章时变电磁场 第五章时变电磁场 5.1 法拉第电磁感应定律　 5.2 位移电流　 5.3 麦克斯韦方程组　 5.4 时变电磁场的边界条件　 5.5 时变电磁场的能量与能流 5.6 正弦电磁场　 5.7 波动方程　 5.8 时变电磁场中的位函数 第五章时变电磁场 静态场中：电场属于静止的电荷；磁场属于恒定电流。二者独立存 相互无联系；故可分开讨论。 时变场中：电场与磁场都是时间和空间的函数；变化的电荷、电流产 时变的电场和磁场，这时，变化的电场、磁场相互不在独立，变化的 场会产生电场，变化的电场会产生磁场。 特性：电场和磁场相互激发、转化，不可分割，形成统一的整体 时 变电磁场。 本章涉及的空间媒质是线性、各向同性、不随时间变化的静止媒质。 英国科学家麦克斯韦提出位移电流假说，将静态场、恒定场、时变 场的电磁基本特性用统一的电磁场基本方程组概括。电磁场基本方 程组是研究宏观电磁现象的理论基础。 图5-1 法拉第电磁感应定律 第五章时变电磁场 磁场中导线构成的闭合回路 l ，所围闭合曲面S 的磁通量发生变化时， 回路中的感应电动势为， d d B    B dS dt dt S 负号表示感应电流产生的磁场总是阻碍原磁 S l 场的变化。 i 当回路线圈不止一匝时，例如一个 N 匝线 圈，其感应电动势为N 个一匝线圈串联而成 感生电动势的参考方向 d d  N     i  dt dt i 1  图5-1 法拉第电磁感应定律 第五章时变电磁场 电动势是非保守感应场Eind 沿闭合路径 l 的积分，回路 l 中出现感应电 动势，表明导体内出现感应电场，则上式可改写为， d   E dl  ind l dt 此式对磁场中的任意回路都成立。如果空间同时还存在由静止电荷产 生的保守电场E ，则总电场E 为两者之和，即E=E +E 。但是， c c ind E dl E dl  E dl E dl   c  ind  ind l l