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麥克斯韋電磁場

更新時間:2023-10-11 文章作者:admin2 信息來源:http://wuliok.com 閱讀次數:

呵呵,你錯啦!恒定電流的電場是均勻變化的,電流是自由電荷的定向移動,電荷與電荷之間是存在電場的。所以,導線附近某點來說,它的電場是均勻變化的,故產生穩恒磁場。euT物理好資源網(原物理ok網)

麥克斯韋理論

麥克斯韋理論 麥克斯韋提出了兩個假設: 變化的磁場可產生渦旋電場 變化的電場(位移電流)可產生磁場 一.位移電流 1.矛盾 a.導線中存在非穩恒的傳導電流 b.電容器兩極板間無傳導電流存在 ----回路中傳導電流不連續 c.任取一環繞導線的閉合曲線L,以L 為邊界可以作S1和S2 兩個曲面 對S1曲面 對S2曲面 ----穩恒磁場安培環路定律不再適用 2.位移電流 設極板面積為S,某時刻極板上的自由電荷面密度為 ,則 電位移通量為 ----電位移通量隨時間的變化率等于導線中的傳導電流 麥克斯韋稱 為位移電流,即 ----位移電流密度 jD 討論: a.引入位移電流ID,中斷的傳導電流I由位移電流ID接替,使電路中的電流保持連續 b.傳導電流和位移電流之和稱為全電流 c.對任何電路來說,全電流永遠是連續的 證:單位時間內流出閉合曲面S的電量等于該閉合曲面內電量的減少 ----電荷守恒定律的數學表達式 由高斯定理 即 或 ---- 永遠是連續的 二.安培環路定律的普遍形式 ----全電流定律 對前述的電容器有 而 ----對同一環路L, 的環流是唯一的 討論: a.位移電流揭示了電場和磁場之間內在聯系,反映了自然現象的對稱性 b.法拉弟電磁感應定律表明變化的磁場能產生渦旋電場;位移電流的觀點說明變化的電場能產生渦旋磁場 c.電場和磁場的變化永遠互相聯系著,形成統一的電磁場 說明: 位移電流與傳導電流的區別: a.傳導電流表示有電荷作宏觀定向運動,位移電流只表示電場的變化 b.傳導電流通過導體時要產生焦耳熱,位移電流在導體中沒有這種熱效應 c. ID與 方向上成右手螺旋關系 e.位移電流可存在于一切有電場變化的區域中(如真空、介質、導體) [例14]半徑R=0.1m的兩塊導體圓板,構成空氣平板電容器。充電時,極板間的電場強度以dE/dt=1012Vm-1s-1的變化率增加。求(1)兩極板間的位移電流ID;(2)距兩極板中心連線為r(r 解:忽略邊緣效應,兩極板間的電場可視為均勻分布 兩板間位移電流為 根據對稱性,以兩板中心連線為圓心、 半徑為r作閉合回路L,由全電流定律有 當r=R時 三.麥克斯韋方程組 對靜電場和穩恒磁場有 靜電場的高斯定理 靜電場的環路定律 穩恒磁場的高斯定理 穩恒磁場的安培環路定律 空間既有靜電場和穩恒磁場,又有變化的電場和變化的磁場 麥克斯韋方程組 麥克斯韋方程組的微分形式 物理意義概括: 方程1:任何閉合曲面的電位移通量只與該閉合曲面內自由電荷有關,同時反映了變化的磁場所產生的電場總是渦旋狀的 ----電場的高斯定理 方程2:變化的磁場產生渦旋電場,即變化的磁場總與電場相伴 ----法拉弟電磁感應定律 方程3:任何形式產生的磁場都是渦旋場,磁力線都是閉合的 ----磁場的高斯定理 方程4:全電流與磁場的關系,揭示了變化電場產生渦旋磁場的規律,即變化的電場總與磁場相伴 ----全電流定律 在各向同性介質中,電磁場量之間有如下的關系 根據麥克斯韋方程組、電磁場量之間關系式、初始條件及電磁場量的邊界條件,可以確定任一時刻介質中某一點的電磁場 還可以參考以下文獻資料: 麥克斯韋電磁場理論的建立 對麥克斯韋電磁場理論的研究與實驗探討 基于麥克斯韋理論的海底大地電磁探測技術 euT物理好資源網(原物理ok網)

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