电磁场与麦克斯韦方程组.ppt

*五、涡电流(eddycurrent)导体当大块导体放在变化的磁场中，在导体内部会产生感应电流，由于这种电流在导体内自成闭合回路，故称为涡电流。涡电流的热效应(heateffect)电磁灶第31页,共43页，星期六，2024年，5月*一、自感§8-4自感和互感1.自感现象由于回路中电流变化，引起穿过回路包围面积的全磁通变化，从而在回路自身中产生感生电动势的现象叫自感现象(self-inductance)。自感电动势2.自感系数(1)定义L称为自感系数简称自感。单位：亨利(H)自感系数L取决于回路线圈自身的性质(回路大小、形状、周围介质等)第32页,共43页，星期六，2024年，5月*(2)自感系数的物理意义当线圈中电流变化率为一个单位时，线圈中自感电动势的大小。负号：?L总是阻碍I的变化如果回路自身性质不随时间变化，则：根据法拉第电磁感应定律：第33页,共43页，星期六，2024年，5月*二、互感现象一个载流回路中电流的变化引起邻近另一回路中产生感生电动势的现象称为互感现象(mutual-inductance)，所产生的电动势称为互感电动势(mutualEmf)。1.互感现象第34页,共43页，星期六，2024年，5月*i合上K?回路电流发生变化线圈L内磁场发生变化dt时间内电源克服自感电动势作功：据功能原理§8-5磁场的能量一、自感磁能RL电路?KLR在0?I过程中电源所做的功?线圈中储存的磁能第35页,共43页，星期六，2024年，5月*对长直螺线管：可以推广到一般情况自感磁能：二、磁场能量(magneticenergy)1.磁能密度：磁场单位体积内的能量2.磁场能量磁场占据的空间体积第36页,共43页，星期六，2024年，5月*恒定磁场的安培环路定理：非稳恒电流(如图RC电路)情况下：对S1面对S2面不满足电流连续性原理?对电流概念加以修正§8-6位移电流和全电流定律一、问题的提出第37页,共43页，星期六，2024年，5月*电荷守恒定律：高斯定理：麦克斯韦的修正：穿过S1的电流(I0)等于穿过S2的电流(Id)第38页,共43页，星期六，2024年，5月*二、位移电流1.位移电流(displacementcurrent)通过电场中某一截面的位移电流等于通过该截面的电位移通量的时间变化率。2.位移电流密度(densityofdisplacementcurrent)第39页,共43页，星期六，2024年，5月*三、全电流定律说明：?I0为电荷的定向运动，存在于导体之中；Id由变化电场所激发，存在于变化电场的空间。?I0具有热效应(通过导体发热)；Id不具有热效应。传导电流和位移电流都能激发涡旋磁场位移电流假设的实质：变化的电场可以激发磁场1.全电流=传导电流(I0)+位移电流(Id)对任何电路,全电流总是连续的2.推广的安培环路定理第40页,共43页，星期六，2024年，5月*一、麦克斯韦方程组§8-8麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组积分形式方程中各量关系：第41页,共43页，星期六，2024年，5月*二、麦克斯韦方程组的意义是对电磁场宏观规律的全面总结从法拉第“场”的概念建立电磁场的数学形式高斯定理方程描述了电磁场性质环路定律方程揭示了电场与磁场的关系电场和磁场统一为电磁场理论未发现磁单极法拉第电磁感应定律安培定律位移电流假设库仑定律感生电场假设电场性质变化磁场产生电场变化电场产生磁场磁场性质方程实验基础意义第42页,共43页，星期六，2024年，5月*感谢大家观看第43页,共43页，星期六，2024年，5月**电磁感应现象的本质由感应电动势反映。**电磁感应现象的本质由感应电动势反映。**磁场能量分布于整个磁场空间**恒定磁场的安培环路定理中I0是穿过以L为边界的任意曲面的传导电流**传导电流不连续的后果：电荷在极板上堆积。电荷密度随时间变化(充电??，放电??)极板间出现变化电场。P.*/64电磁感应P.*/76质点动力学关于电磁场与麦克斯韦方程组**§8-1电磁感应基本定律一、法拉第电磁感应定律实验一：当条形磁铁插入或拔出线圈回路时，在线圈回路中会产生电流；而当磁铁与线圈保持相对静止时，回路中不存在电流。第