第16讲 时谐电磁场(i)(b425)

《第16讲 时谐电磁场(i)(b425)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电磁场与电磁波电磁场与电磁波FIELDFIELDANDANDWAVEWAVEELECTROMAGNETICSELECTROMAGNETICS主讲：李龙2012年4月16日星期一ReviewReview时变电磁场的边界条件nEEˆ()210nBBˆ()210nHHJˆ()nDDˆ()21S21S时变电磁场的能量11()EHdSBHDEdVJEdVSVt22VFnnFˆˆ()()nn

2、FˆˆFnFtˆˆntAFAAA()()FFtnnttttntnLilong@mail.xidian.edu.cn2坡印亭定理坡印亭定理((PoyntingPoynting’’ssTheorem)Theorem)••表达时变电磁场中能量守恒和转换关系的定理••1884年由英国物理学家坡印亭(John.H.Poynting)提出••假设电磁场存在一有耗的导电媒质中，媒质电导率σ，电场在此媒质中引起传导电流J=σE。由焦耳定理知,体积V内由于传导电流引起的功率损耗是

3、电磁能量减少VVPJVEdVEH,σ有外部能量流入Lilong@mail.xidian.edu.cn3坡印亭定理坡印亭定理D由麦克斯韦方程组全电流定律知：JHtDJEdVE()HEdVVVt()()()EHHEEHBEtBDJEdVHE()EHdVVVttLilong@mail.xidian.edu.cn4时变电磁场的能

4、量时变电磁场的能量一般介质中的坡印亭定理：一般介质中的坡印亭定理：BD()EHdS(HEJE)dVSVttABA矢量恒等式()ABBA()2AAAttttt各向同性线性介质的本构方程DE,BHBH1HH()HH(BH)tt22ttDE1EE()EE(DE)tt22ttLilong@mai

5、l.xidian.edu.cn5时变电磁场的能量时变电磁场的能量各向同性线性介质的坡印亭定理11()EHdSBHDEdVJEdVSVt22V1••Note1：wDE为电场能量密度（J/m3）e21••Note2：wBH为磁场能量密度（J/m3）m2••Note3：体积分第一项表示了储存在V中电磁能量随时间的增加率••Note4：体积分第二项表示了体积V中的热损耗功率（单位时间以热能形式损耗在体积V内的能量）Lilong@mail

6、.xidian.edu.cn6时变电磁场的能量时变电磁场的能量根据能量守恒定理，上式中的面积分必定代表单位时间内穿过体积V的表面S流入体积V的电磁能量。定义：SEH••Note1：坡印廷矢量(PoyntingPoyntingvector)，单位是W/m2••Note2：通过S面上单位面积的电磁功率••Note3：坡印亭矢量也称为电磁功率流密度或能流密度其方向代表该点功率流方向其大小代表通过与能量流动方向垂直的单位面积的功率Lilong@mail.xidian.edu.cn7时变电磁场的能

7、量时变电磁场的能量11()EHdSBHDEdVJEdVSVt22V实际上，坡印亭矢量并不一定代表真实的电磁功率流密度••EHdS表示了流出封闭面的总能流；S••有电磁场存在的地方就有SEH，但这并不表示该处一定有能量的流动；••真正表示空间任一点处能量密度变化的是S.11()EHdS()[EHdVBHDEJEdV]SVVt22空间任一点处能

8、量密度变化Lilong@mail.xidian.edu.cn8时变电磁场的能量时变电磁场的能量静电场和静磁场中的坡印亭矢量静电场和静磁场中的坡印亭矢量••电流为零11•EDBH0t22•()0EHdSS场中任何一点，单位时间流出包围体积V表面的总能量为零，即没有电磁能量流动在静电场和静磁场情况下，SEH并不代表电磁功率流密度。Lilong@mail.xidian.