位移电流电磁场基本方程的积分形式课件4

*,第八章 电磁感应 电磁场,8-6,位移电流 电磁场基本方程的积分形式,物理学,第五版,*,*,第八章 电磁感应 电磁场,物理学,第五版,单击以编辑,母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,首 页,上 页,下 页,退 出,（,1,）提出了,有旋场,（,感生电动势来源于变化磁场引起的涡旋电场）概念,。,麦克斯韦,（,1831-1879,）英国物理学家,.,经典电磁理论的奠基人,气体动理论创始人之一,.,主要贡献：,(3),并预言了以光速传播的电磁波的存在,.,在气体动理论方面,他还提出了气体分子按速率分布的统计规律,.,（,2,）又提出了,位移电流,(,随时间变化的电场会产生磁场）,的假说,建立了经典电磁理论。,2024/11/6,1,2,1820,年奥斯特,1831,年法拉第,磁场,电,电流,磁场,产生,产生,变化的电场,磁场,变化的磁场,电场,激发,2024/11/6,一 位移电流 全电流安培环路定理,+,-,I,（,S,是,以,L,为边,的,任意曲面,）,(1),稳恒磁场中,，,安培环路定理,(2),在电流非稳恒状态下,安培环路定理是否正确,?,矛盾,2024/11/6,3,4,+,+,+,+,+,+,稳恒情况下得到的磁场环路定理一般不能应用到可变电流（非稳恒）情况。,电容器破坏了电路中传导电流的连续性。,原因,：,2024/11/6,5,麦克斯韦假设,在两个极板之间，虽然没有传导电流，但有变化的电场；,变化的电场象传导电流一样能产生磁场，从产生磁场的角度看，,变化的电场可以等效为一种电流,。,麦克斯韦把这种电流称为,位移电流,。,+,-,I,I,A,B,位移电流密度,j=,？,才能保证,穿过,S,2,的位移电流,=,传导电流,2024/11/6,6,麦克斯韦假设,电场中某一点,位移电流密度,等于该点,电位移矢量对时间的变化率,.,+,-,I,I,A,B,位移电流密度,位移电流,2024/11/6,7,位移电流,位移电流密度,通过,电场中某一截面的位移电流等于通过该截面,电位移通量,对时间的变化率,.,+,-,2024/11/6,位移电流密度：,充电,+,+,-,-,+,+,-,-,放电,位移电流与传导电流方向相同,（,a,）,位移电流的方向,2024/11/6,8,2024/11/6,9,+,+,+,+,+,+,+,+,+,I,I,变化的电场象传导电流一样能产生磁场，从产生磁场的角度看，变化的电场可以等效为一种电流。,（,B),为什么 可以看成位移,电流,密度,(j,d,)?,麦克斯韦把这种电流称为,位移电流,。,（,1,）位移电流密度：,（,2,）位移电流：,二、全电流定律,(2),位移电流与传导电流大小和方向的关系,?,表明全电流是连续的,（,1,）有了全电流的概念之后，麦克斯韦将安培环路定理推广为：,或者,磁场强度沿任意闭合回路的环流等于穿过以此闭合回路为边界的任意曲面的全电流。,位移电流与传导电流大小相同，,方向一致,。,2024/11/6,10,位移电流与传导电流大小相同，方向一致可以理解为：,在传导电流中断的地方必有等量的位移电流接替它，而在位移电流中断的地方必有等量的传导电流接替它。,全电流定律,再来处理前面的问题无矛盾,！,2024/11/6,11,1.,什么是传统机械按键设计？,传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动,PCBA,上的开关按键来实现功能的一种设计方式。,传统机械按键设计要点：,1.,合理的选择按键的类型，尽量选择平头类的按键，以防按键下陷。,2.,开关按键和塑胶按键设计间隙建议留,0.050.1mm,，以防按键死键。,3.,要考虑成型工艺，合理计算累积公差，以防按键手感不良。,传统机械按键结构层图：,按键,开关键,PCBA,2024/11/6,13,相同处：,都可以激发涡旋磁场。,不过在一般情况下，位移电流产生的磁场很弱不易被人们所觉察，但在超高频情况下，位移电流激发的磁场也是很强的。,麦克斯韦的位移电流,假设的实质,在于，它说明了位移电流与传导电流一样都是激发磁场的源，其核心是变化的电场可以激发磁场,.,三,.,位移电流与传导电流之异同,2024/11/6,14,不同处：,传导电流是自由电荷的定向移动，只能存在于导体或溶液中,位移电流不存在电荷的移动，而是电场对时间的变化率，即使在真空中也可有位移电流。,传导电流在导体中产生焦耳热，真空中的位移电流不产生焦耳热。,左旋,右旋,对称美,2024/11/6,15,16,*,例,1,有一圆形平行平板电容器，,现对其充电，使电路上的传导,电流 ，若略去边缘效应，,求（,1,）,两极板间的位移电流；,（,2,）,两极板间离开轴线的距离为,的点 处,的磁感强度,.,2024/11/6,17,解,如图作一半径为 平行于极板的圆形回路，通过此圆面积的电,位移通量为,*,2024/11/6,18,计算得,代入数据计算得,*,2024/11/6,19,.,电磁场 麦克斯韦电磁场方程的积分形式,磁场高斯定理,安培环路定理,静电场环流定理,静电场高斯定理,2024/11/6,20,方程的积分形式,麦克斯韦电磁场,（,1,）,有旋电场,麦克斯韦假设,（,2,）,位移电流,2024/11/6,x,y,Z,假设在,Oyz,平面内，电场分量沿,y,轴做谐振动,E=E,0,coswt,此振动产生一列沿,x,正方向传播的平面简谐行波，其波动式为,E=E,0,cosw(t-x/t),2024/11/6,21,平面电磁波示意图,2,、电磁波是偏振波,都在各自的平面内振动,在无限大均匀绝缘介质,(,或真空,),中,平面电磁波的,性质概括如下,:,1,、电磁波是横波,它们构成正交右旋关系,.,相互垂直，,3,、是同位相的，且,都指向波的传播方向，即波速,u,的方向,的方向在任意时刻,2024/11/6,22,真空中,实验测得真空中光速,光波是一种电磁波,5,、电磁波的传播速度为,即,只与媒质的介电常数和磁导率有关,4,、在同一点的,E,、,H,值满足下式,:,2024/11/6,23,