电磁场与电磁波理论(第二版)(徐立勤,曹伟)ppt第4章 恒定电场与恒定磁场

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1、《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-1第4章恒定电场与恒定磁场主要内容基本要求4.1恒定电场基本方程与边界条件4.2恒定电场的电位与静电比拟法4.3恒定磁场基本方程与边界条件4.4矢量磁位和标量磁位4.5恒定磁场的能量和载流回路的电感电磁场的分类媒质的分类《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-2主要内容电荷在外电场作用下做定向运动就形成电流。本章重点讨论的是由恒定电流所产生的恒定电场和恒定磁场。不仅讨论恒定电场和恒定磁场的基本方程和边界条件，而且也要讨论分析恒定电场和恒定磁场的

2、各种位函数。最后，还要介绍恒定磁场的能量和载流回路的电感。《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-3基本要求掌握恒定电场的基本方程和边界条件；掌握静电比拟法以及简单恒定电场的求解；掌握磁感应强度、标量位、矢量位、磁场强度等量的基本概念；掌握恒定磁场的基本方程和边界条件；会利用矢量位的求解简单的恒定磁场问题；掌握恒定磁场的能量和载流回路的电感的基本概念。《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-4电磁场的分类《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-5媒质的分类《电磁场与电磁波理

3、论》第4章恒定电场与恒定磁场4-64.1恒定电场基本方程与边界条件4.1.1恒定电场的基本方程4.1.2恒定电场的边界条件《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-7导体外部恒定电场的基本方程导体内部恒定电场的基本方程4.1.1恒定电场的基本方程《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-8当导体中的电流恒定时，电荷就处于动态平稳状态，其电荷分布不随时间而变化。这种恒定电荷分布在导体外部所产生的恒定电场和静止电荷所产生的静电场没有什么区别。因此，导体外部恒定电场基本方程应与无源区静电场基本

4、方程相同，即导体外部恒定电场的基本方程《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-9当导体内部流过恒定电流时，导体内部的电荷密度和电流密度均不随时间而变化。导体内部的电场应为无旋场，导体内部的体电流密度的散度应为零，即导体内部恒定电场的基本方程《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-10导体内部恒定电场的微分方程（4.1.1）（4.1.2）导体内部恒定电场的积分方程（4.1.4）（4.1.5）微分形式的欧姆定律（4.1.3）——媒质的电导率导体内部恒定电场的基本方程《电磁场与电磁波理论》

5、第4章恒定电场与恒定磁场4-114.1.2恒定电场的边界条件导体外部恒定电场的边界条件导体内部恒定电场的边界条件边界条件的两个应用导体内部恒定电场的电位移矢量《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-12导体外部恒定电场的边界条件导体外部恒定电场的边界条件与无源区静电场中两种不同电介质的分界面的边界条件是相同的。此时，在两种不同电介质的分界面是没有自由面电荷的，即《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-13导体内部恒定电场的边界条件可由基本方程的积分形式导出。电场强度的切向分量和电流密

6、度的法向分量是连续的。电场强度的法向分量和电流密度的切向分量是不连续的。（4.1.6）（4.1.7）导体内部恒定电场的边界条件《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-14边界条件的两个应用（1）接地良导体——不良导体中的电流近似地与良导体表面垂直。《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-15（2）理想介质中的良导体——良导体的表面只有切向电流。细导线如何弯曲，电流线如何弯曲。边界条件的两个应用《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-16与静电场中的电位移矢量满足同样的基本方

7、程后面将会证明：在线性和各向同性的均匀媒质中是不存在体电荷的，即。导体内部恒定电场的电位移矢量导电媒质分界面上的面电荷密度《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-174.2恒定电场的电位与静电比拟法4.2.1恒定电场的电位4.2.2恒定电场的功率损耗与电容器的漏电导4.2.3恒定电场的静电比拟法《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-18恒定电场的位函数4.2.1恒定电场的电位恒定电场的位函数的拉普拉斯方程线性各向同性的均匀导电媒质中，且为常数（4.2.2）（4.2.1）线性和各向同

8、性的均匀媒质中的体电荷密度恒为零，亦即在线性和各向同性的均匀媒质中是不存在体电荷的。《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-19利用和，可以直接由电场强度和电流密度的边界条件得到电位的边界条件，即恒定电场电位的边界条件一般来说导电媒质的分界面上是存在面电荷的，即（4.2.3）4.2.1恒定电场的电位《电磁场与电磁波理论》第4章恒定电场与恒定磁场4-204.2.2恒定电场的功率损耗与电容器的漏电导1.恒定电场的功率损耗2.电容器的漏