电磁场理论 第三章 恒定电流电场课件.ppt

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1、电磁场理论恒定电流的电场●电流密度●电荷守恒定律●欧姆定律的微分形式●焦耳定律●恒定电流场的基本方程●恒定电流场的边界条件●恒定电流场与静电场的比拟（1）电流密度稳恒电流：通过任一导体截面的电流强度不随时间变化的电流一.电流的形成1.电流：大量带电粒子的定向运动电流密度.电流连续性方程2.形成电流的带电粒子统称为载流子3.传导电流形成的条件：导体内必须有可以移动的电荷导体两端有电势差，即电压4.电流方向：正电荷定向运动的方向5.电流是标量，所谓的“电流的方向”只是指电流的流向而已二.电流强度电流密度电流随时间变化，则1.电流强度电流强度：单位时间内通过某截面的电量a.方向：正载流

2、子运动方向b.大小：通过垂直于载流子运动方向的单位面积的电流强度2.电流密度矢量a.方向：正载流子运动方向b.大小：通过垂直于载流子运动方向的单位面积的电流强度2.电流密度矢量通过导体中任一有限截面S的电流强度为（2）电荷守恒定律（3）欧姆定律的微分形式一.电源电容器放电过程：正电荷从A板经导线移到B板，与B板上负电荷中和----不能形成稳恒电流电源：提供非静电力的装置----将正电荷从低电势处移到高电势处二.电动势单位：伏特(V)1.电源电动势：在电源内部，将单位正电荷从负极移到正极，非静电力所作的功2.方向：电源内从负极到正极的方向----电源内电势升高的方向讨论：电动势和电

3、势是两个不同的物理量电动势：与非静电力的功相联系电势：与静电力的功相联系3.当非静电力存在于整个电流回路中时，回路中的电动势为----非静电场是一个非保守性场（4）焦耳定律（5）恒定电流场的基本方程（6）恒定电流场的边界条件（7）恒定电流场与静电场的比拟导电媒质中恒定电场与静电场的比拟静电比拟表2两种场对应物理量静电场导电媒质中恒定电场（电源外）EEDJIq表1两种场所满足的基本方程和重要关系式导电媒质中恒定电场（电源外）静电场两种场各物理量所满足的方程一样，若边界条件也相同，那么，通过对一个场的求解或实验研究，利用对应量关系便可得到另一个场的解。电导的计算1.直接用电流场计算当

4、恒定电场与静电场边界条件相同时，用静电比拟法，由电容计算电导。静电系统的部分电容可与多导体电极系统的部分电导相互比拟。电导与接地电阻2.静电比拟法设设即例求同轴电缆的绝缘电阻。设内外的半径分别为R1、R2，长度为,中间媒质的电导率为，介电常数为。解法一直接用电流场的计算方法设电导绝缘电阻解法二静电比拟法由静电场解得则根据关系式得同轴电缆电导绝缘电阻1.深埋球形接地器解：深埋接地器可不考虑地面影响,其电流场可与无限大区域的孤立圆球的电流场相似。接地电阻图2.5.3深埋球形接地器接地电阻安全接地与工作接地的概念接地器电阻接地器与土壤之间的接触电阻土壤电阻（接地电阻以此电阻为主）解法一

5、直接用电流场的计算方法解法二静电比拟法2.直立管形接地器解：考虑地面的影响，可用镜像法。实际电导即由静电比拟法图2.5.4直立管形接地器则实际电导接地器接地电阻3.浅埋半球形接地器解：考虑地面的影响用镜像法处理。此时由静电比拟图2.5.6浅埋半球形接地器为保护人畜安全起见（危险电压取40V)在电力系统的接地体附近，要注意危险区。相应为危险区半径跨步电压图2.5.7半球形接地器的危险区以浅埋半球接地器为例