h3-1变化电场产生的磁场资料.ppt

3-1 * 安培环路定理遇到的问题 变化的电场和磁场的联系 普遍的安培环路定理 §13-9 与变化的电场相联系的 磁场 复习回顾：§13-7中安培环路定理的适用条件：稳恒电流的磁场 ----------电流的连续性方程 对于稳恒电流， 若曲面S1，S2方向取一致， 也就是说，以L为边界的任意曲面，电流密度的通量（电流）是定值。 对于稳恒电流，有 即， 真空中，稳恒磁场的安培环路定理: 真空中，B的环流与闭合回路中电流代数和的关系。 在包含电阻、电感线圈的电路中，传导电流是连续的。 R L I I 电流的连续性问题: I I + + + + + + 电容充放电时的电流是否连续？ 这时的电流是随着时间在改变的，不是稳恒电流了。 那么，安培环路定理是否还成立？ 安培环路定理遇到的问题 S I I S + + + + + + l Q：在电流非稳恒状态下 , 安培环路定理是否正确 ? 矛盾 说明§13-7中安培环路定理不适用于非稳恒电流的情况。必须寻求新的规律！ 在科学史上，解决这类问题一般有两条途径： 在大量实验事实的基础上，提出新概念，建立与实验事实相符合的新理论； 在原有理论的基础上，提出合理的假设，对原有的理论作必要的修正，使矛盾得到解决，并用实验检验假设的合理性。 思考：电容器在充、放电过程中，两极板间的电场变化与传导电流有什么关系？ 变化的电场和磁场的联系： L S2 S1 I 电介质中的高斯定理： 电流连续性方程： 在任何情况下， 是连续的。 L S2 S1 I 但 ，在任何情况下， 是连续的。 在非稳恒时，尽管传导电流 不一定连续， + + + + + + + + + Ic Ic 结论(1)： 结论(2)： 电位移变化率与传导电流密度方向相同! 充电 放电 变化的电场和磁场的联系： 传导电流密度为： 传导电流(conductivity current )为： 电场的变化可等效为一种电流——位移电流；位移电流与传导电流一样可激发涡旋磁场。 麦克斯韦位移电流假设： 麦克斯韦定义位移电流（ displacement current ） 令： ----位移电流密度 令： ----位移电流 全电流 在一般情况下,传导电流、运流电流和位移电流可能同时通过某一截面,因此,麦克斯韦引入全电流。 在任一时刻,电路中的全电流总是连续的。而且,在非稳恒的电路中,安培环路定律仍然成立。 由以上的讨论可知，安培环路定理在非稳恒情况下的矛盾，在于传导电流不连续。 而，当麦克斯韦引进了位移电流和全电流之后，全电流在非稳恒情况下永远保持连续。 因此，要修正原稳恒磁场的安培环路定理式，只须将全电流取代原式子中的传导电流，矛盾就解决了。 麦克斯韦认为： 电路中可同时存在传导电流和位移电流 普遍的安培环路定理： 一般情况下，安培环路定理可修正为： -----普遍的安培环路定理 或者： ---第15章介绍 * *