《电磁场理论》第1章 电磁现象的普遍规律-教学课件（非AI生成）.pptx

第一章电磁现象的普遍规律;=0;特殊?一般

实验?规律

电磁实验定律?麦克斯韦方程

介质

边界（定解）

;电荷?电场

电流?磁场;本章主要内容

电荷和电场库仑定律

电流和磁场毕奥–萨伐尔定律

麦克斯韦方程组

介质的电磁性质

电磁场边值关系

电磁场的能量和能流

;

§1.1电荷和电场

;1.库仑定律（Coulomb’slaw)

真空中两个静止的点电荷q’和q之间相互作用力;电场：电荷周围的空间存在着一个特殊的物质，电荷在其中会受到作用力。

Electricfieldintensity,definedastheforceperunitchargethataverysmallstationarytestchargeexperienceswhenitisplacedinaregionwhereanelectricfieldexists:;b）.电荷连续分布在某一区域内时，则P点电场强度为;电荷密度分布;若已知，原则上可求出。若不能积分,可近似求解或数值积分。但是在许多实际情况不总是已知的。例如，空间存在导体介质，导体上会出现感应电荷分布，介质中会出现束缚电荷分布，这些电荷分布一般是不知道或不可测的，它们产生一个附加场，总场为。因此要确定空间电场，在许多情况下不能用上式，而需用其他方法。;2.高斯定理和电场的散度;;14;(2)静电场的散度（divergenceofelectrostaticfield)

;讨论：;5)物理意义;例题电荷Q均匀分布于半径为a的球体内，求各点的电场强度，并由此直接计算电场的散度。;例题电荷Q均匀分布于半径为a的球体内，求各点的电场强度，并由此直接计算电场的散度。;2）若ra,则球面所围电荷为;当ra时;3.静电场的旋度;静电场的旋度另外一种证明方法;讨论：;静电场的两个方程

;这就是静电场中电势满足的泊松方程，而

是泊松方程的特解。;

§1.2电流和磁场

ElectricCurrentandMagneticField;

本节主要讨论磁场的基本规律，因为磁场是与电流相互作用的，而Ampere’slaw在静磁学中的地位同Coulomb’slaw在静电学中的地位相当，所以，这节中的电流元相当于上节中的点电荷，在讨论磁???规律之前，先讨论电流分布的基本规律。;几种典型的电流分布;大小：单位时间垂直通过单位面积的电量

方向：沿着该点的电流方向;1.电流由一种运动带电粒子构成;电流元:

对于细导线,称为导线的电流元.的方向为电流流动的方向.对于连续分布的电流,电流元可写为.以上2者是一致的，以细导线为例

;c)电荷守恒定律;1）当V是全空间，S为无穷远界面，由于在S上没有电流流出，则有;２．毕奥–萨伐尔定律;如果电流集中在细导线内，则可以表示为;2).恒定电流激发磁场的规律由毕奥–萨伐尔定律给出。;３．磁场的环量和旋度;;例题电流I均匀分布于半径为a的无穷长直导线内，求空间各点的磁场强度，并由此计算磁场的旋度。;例题电流I均匀分布于半径为a的无穷长直导线内，求空间各点的磁场强度，并由此计算磁场的旋度。;(2)若ra,则通过圆内的总电流为;(1).当ra;4、磁场的散度（divergenceofmagneticfield)

;=0;a)磁场是无源有旋场，磁力线是闭合的。;c)判断是否稳恒电流，只须从式子出发;总结:;磁场是无源有旋场，磁力线是闭合的。;------电荷守恒定律的积分形式;51;52;53;54;同理：;56;57;58;59;60;61;62;63;;65;复习上节课的内容:;§1.3麦克斯韦方程组

Maxwell’sequations

;在物理学的发展史上，曾有相当长的时期一直未找到电与磁的联系，把电与磁现象作为两个并行的课题分别进行研究。（孤立）

直至1820年7月奥斯特发现了电流