电磁感应电磁场 (3).ppt

*8-2感生电场在变化的磁场空间放置一块导体，导体内部的电子将在感生电场力的作用下做定向运动，在导体内部形成漩涡状的感应电流，称为涡电流。涡电流的存在，将在导体内部产生焦耳热，这称为涡流的热效应。二、涡电流I感涡流涡流生热的特点：热量集中在导体内部，损耗小，对外界的影响小，因此在工业界和工程技术领域有着独特的应用。第38页,共60页，星期六，2024年，6月*8-2感生电场1、电磁炉这个场景可能吗？第39页,共60页，星期六，2024年，6月*8-2感生电场2、感应炉 感应炉是利用涡流的热效应来冶炼金属的冶金炉。优点：可以真空、可以冶炼难熔金属，热量集中且几乎无损耗，冶炼出的金属杂质少，污染少。坩埚感应线圈金属第40页,共60页，星期六，2024年，6月*8-3位移电流变化的磁场可以产生感生电场，变化的电场能够产生磁场吗？麦克斯韦大胆地假设：变化的电场可以激发一种电流——位移电流位移电流感应磁场传导电流第41页,共60页，星期六，2024年，6月*8-3位移电流一、电流的连续性在一个导体回路中，任意时刻通过导体回路任意横截面的电流处处连续、且相等，这称为电流的连续性原理。电流的连续性存在矛盾：在里两个极板间电流不连续，但在外回路中连续。第42页,共60页，星期六，2024年，6月以闭合回路L为边界做两个曲面，由安培环路定理得：磁场强度沿一回路的环流为什么出现了两个不同的值？*8-3位移电流---+++LS2LS1L第43页,共60页，星期六，2024年，6月*8-3位移电流二、位移电流的引入电容器的放电过程中dt时间内，极板上减少了dq的电量，导线中的电流为：定义：导线中的电流密度为则有——传导电流外回路中：BA第44页,共60页，星期六，2024年，6月*8-3位移电流——应该代表一个电流密度当电位移矢量随时间变化时，就能激发一个以为电流密度的电流，即：——位移电流两极板间：由有介质时的高斯定理可得：第45页,共60页，星期六，2024年，6月*8-3位移电流（1）变化的电场产生位移电流，位移电流在空间激发出磁场，体现了变化的电场能产生磁场。（2）电流的连续性问题（3）在真空中可以有变化的电场，位移电流可以在介质或真空中传递。注意---+++ICICICICICId第46页,共60页，星期六，2024年，6月*8-3位移电流三、全电流安培环路定理——全电流引入位移电流后，整个回路的电流可表示为：在非稳恒电流情况下，安培环路定理可修正为：——全电流安培环路定理第47页,共60页，星期六，2024年，6月磁场强度H沿任何闭合回路的环流，等于通过以此闭合回路为边界的曲面的全电流。这就是全电流安培定理。传导电流对磁场的贡献位移电流对磁场的贡献8-3位移电流*第48页,共60页，星期六，2024年，6月*8-4电磁场1864年，集物理学家和数学家于一身的麦克斯韦，提出了“感生电场”和“位移电流”，高度地概括了“电能生磁”、“磁能生电”的观点，从根本上表明电与磁是一个密不可分的整体，独立的电场与独立的磁场是不存在的，电与磁在一起构成了一个全新的场——电磁场。第49页,共60页，星期六，2024年，6月*磁场高斯定理：磁场安培环路定理：静电场环流定理：静电场高斯定理：一、麦克斯韦方程组8-4电磁场概括了静电场和静磁场的四个基本定理：第50页,共60页，星期六，2024年，6月*麦克斯韦方程组8-4电磁场非稳恒的电磁场中：——用感生电场修正——用位移电流修正麦克斯韦方程组就是定量描述电磁场的基本方程第51页,共60页，星期六，2024年，6月整个宏观电磁理论的发展过程，就是从1785年库仑研究两个静止点电荷之间的相互作用开始，到1865年麦克斯韦总结出麦克斯韦方程组结束。8-4电磁场（2）揭示了变化的磁场能够激发电场、变化的电场也能激发磁场的宏观规律，展示了自然界美妙的对称性。麦克斯韦方程组的重大意义：（1）是一切宏观电磁现象都遵循的客观规律，是电磁场的基本方程组，将电与磁统一成电磁场。（3）麦克斯韦电磁理论最辉煌的成就，就是预言了电磁波的存在，他指出