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1、第十九章电磁场理论第一页，本课件共有16页库仑场遵循：库仑场遵循：高斯定理高斯定理环路定理环路定理有旋场遵循：有旋场遵循：高斯定理高斯定理环路定理环路定理一般场遵循：一般场遵循：第二页，本课件共有16页二、磁场方面二、磁场方面稳恒磁场遵循的高斯定理：稳恒磁场遵循的高斯定理：稳恒磁场遵循的环路定理：稳恒磁场遵循的环路定理：问题：非稳恒情况如何？问题：非稳恒情况如何？第三页，本课件共有16页19-2位移电流及其所激发的磁场位移电流及其所激发的磁场一、位移电流一、位移电流为解决这一矛盾，麦克斯韦提出为解决这一矛盾，麦克斯韦提出位移电流假说。位移电流假说。第四页，本课件共有16页(a)充电时充电时(b
2、)放电时放电时第五页，本课件共有16页定义：定义：位移电流密度位移电流密度位移电流强度位移电流强度 电场中某点的位移电流密度等于该点的电位移矢电场中某点的位移电流密度等于该点的电位移矢量对时间的变化率；通过电场中的某截面的位移电流量对时间的变化率；通过电场中的某截面的位移电流强度等于通过该截面的电位移通量对时间的变化率。强度等于通过该截面的电位移通量对时间的变化率。二、全电流二、全电流电路中同时有传导电流和位移电流，称全电流。电路中同时有传导电流和位移电流，称全电流。和和则则 ，在整个回路中仍然是连续的。在整个回路中仍然是连续的。第六页，本课件共有16页三、位移电流的磁场三、位移电流的磁场传导
3、电流的磁场关系（安培环路定律）传导电流的磁场关系（安培环路定律）则位移电流的磁场关系：则位移电流的磁场关系：全电流的安培环路定律：全电流的安培环路定律：第七页，本课件共有16页四、传导电流与位移电流的区别与联系：四、传导电流与位移电流的区别与联系：1、产生原因不同：传导电流由电荷定向运动产生；、产生原因不同：传导电流由电荷定向运动产生；位移电流由变化着的电场产生。位移电流由变化着的电场产生。2、传导电流在导体中产生焦耳热；而位移电流不会。、传导电流在导体中产生焦耳热；而位移电流不会。3、在真空和电介质中主要是位移电流；导体中主要是穿、在真空和电介质中主要是位移电流；导体中主要是穿 导电流。导电
4、流。4、在高频电流情况下，导体内位移电流和传导电流同样、在高频电流情况下，导体内位移电流和传导电流同样 起作用。起作用。5、相同的是都产生涡旋的磁场，并符合右手螺旋。、相同的是都产生涡旋的磁场，并符合右手螺旋。第八页，本课件共有16页例例191：两两个个圆圆形形板板组组成成的的平平行行板板电电容容器器，电电容容C=1.01012法法拉拉，加加上上频频率率为为50周周秒秒1、峰峰值值为为1.74105伏伏特的正弦交流电压，极板间位移电流的最大值特的正弦交流电压，极板间位移电流的最大值 解：设电容器形板面积为解：设电容器形板面积为S，板间距离为，板间距离为d则则根据位移电流的定义根据位移电流的定义
5、,故位移电流的最大值为故位移电流的最大值为第九页，本课件共有16页19-3麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组1、高斯定理高斯定理环路定律环路定律库仑场库仑场涡旋场涡旋场总电场总电场稳恒电稳恒电流磁场流磁场位移电位移电流磁场流磁场总磁场总磁场第十页，本课件共有16页2、麦克斯韦方程组（、麦克斯韦方程组（1865）：）：三个介质方程三个介质方程第十一页，本课件共有16页19-4电磁波电磁波 变化着的电场和磁场相互激发、交替产生、由近变化着的电场和磁场相互激发、交替产生、由近及远地以有限的速度在空间中传播，就形成了电磁波。及远地以有限的速度在空间中传播，就形成了电磁波。其中波速其中波速解为解为且有且有一、
6、电磁场的传播一、电磁场的传播电磁波电磁波在无自由电荷、传导电流的均匀空间中，电磁振源作简谐在无自由电荷、传导电流的均匀空间中，电磁振源作简谐振动，且波沿振动，且波沿X轴传播：轴传播：第十二页，本课件共有16页基本性质：基本性质：(4)波速波速 为有限值为有限值,真空中真空中 （1）电磁波是横波，）电磁波是横波，两两相互垂直。两两相互垂直。（2）偏振性，）偏振性，分别在各自的平面方向上振动。分别在各自的平面方向上振动。（3），同相变化。且同相变化。且第十三页，本课件共有16页二、电磁波的能量二、电磁波的能量1、空间中电磁波的能量密度：、空间中电磁波的能量密度：空间中某一区域内电磁波能量：空间中某
7、一区域内电磁波能量：2、辐射强度：、辐射强度：单位时间内通过垂直于传播方向单位面积的辐射能（电磁单位时间内通过垂直于传播方向单位面积的辐射能（电磁波携带的能量），称辐射强度。波携带的能量），称辐射强度。dAvdt第十四页，本课件共有16页能量密度矢量（坡印廷矢量）：能量密度矢量（坡印廷矢量）：第十五页，本课件共有16页恰好为一段导线所产生恰好为一段导线所产生的焦耳热功率的焦耳热功率 解解：由由 和和安安培培环环路路定定理理知知，导导线线表表面面处处的的 和和 的的方方向向如如图图所所示示。坡坡印印廷廷矢矢量量 ，垂垂直直导导线线表表面面指指向向轴心。即电磁场的能量是从导线表面向轴心方向传递的。轴心。即电磁场的能量是从导线表面向轴心方向传递的。每秒传送给长为每秒传送给长为 的一段导线的能量为的一段导线的能量为 例例192：如如图图所所示示，半半径径为为a的的长长直直导导线线载载有有沿沿轴轴线线方方向向的的电电流流 ，设设电电流流 均均匀匀地地分分布布在在横横截截面面上上。证证明明：导导线线内消耗的焦耳热等于坡印廷矢量传递的能量。内消耗的焦耳热等于坡印廷矢量传递的能量。第十六页，本课件共有16页