电磁场理论小班第１讲[王园]——电磁场基本规律.ppt

《电磁场理论小班第１讲[王园]——电磁场基本规律.ppt》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、王园电磁场理论小班授课第一讲电磁场的基本规律电子科技大学电荷：电荷的分布形式：体分布；面分布；线分布；点电荷。——定义、单位、与总电荷的关系。电流电流的分布形式：体分布；面分布；线分布。——定义、单位、与总电荷的关系。电荷与电流的关系——电流连续性方程。源——电荷、电流2一、库仑定律E实验定律与位移电流假设1、表示式、表示式中各个字母的意义。2、条件3、不满足条件时3实验定律与位移电流假设非点电荷分布：体电荷、面电荷、线电荷的电场。非静态——法拉第电磁感应定律？？4二、安培力定律B实验定律与位移电流假设1、表

2、示式、表示式中各个字母的意义。2、条件3、不满足条件时5实验定律与位移电流假设非线电流分布：体电流、面电流、磁场。电流元非静态——位移电流假设？真空中的位移电流？6非真空——媒质的电磁特性极化、磁化、传导将媒质对电磁场的影响等效为电荷、电流。从而使讨论区域变为真空。7磁化：分子模型、磁化强度、磁化体电流、磁化面电流。极化：分子模型、极化强度、极化体电荷、极化面电荷、极化电流。？传导：传导电流？8？定义：介质中的位移电流9麦克斯韦方程微分形式积分形式散度定理斯托克兹定理？10关于麦克斯韦方程组1、物理意义。2、电

3、荷守恒定律可由麦克斯韦方程组导出。3、方程组中的独立方程数是否等于未知量数。咋办？11本构关系具体形式与媒质性质有关，一般情况比较复杂在场不强或线性各向同性媒质中。实验表明？！用处多多12本构关系媒质的分类1、均匀与非均匀媒质：是否与空间位置有关2、线性与非线性媒质：是否呈线性关系3、各向同性与各向异性媒质：13边界条件媒质1媒质2分界面上的自由电荷面密度分界面上的传导电流面密度？1415Maxwell方程组边界条件15微分方程边界条件16关于边界条件1、在边界面上才成立。2、不同特殊情况下的边界条件。3、遇到求

4、解源量的面分布（面电荷、面电流）时需要用到边界条件。4、两个不同区域场的联系需要边界条件。17例题分析教材P47:例题2-7P48:例题2-8P48：习题1、2、3、4、5、6、7、8、918例：如图所示，1区的媒质参数为,2区的媒质参数为。若已知自由空间的电场强度为试问关于1区中的和能求得出吗？1区2区xyz电介质与自由空间的分界面o19电磁场的能量守恒定律■电场能量（密度）■磁场能量（密度）■电磁场能量（密度）■电磁场能量的流动——电磁能流密度矢量（坡印廷矢量）与电磁场场量的关系？坡印廷矢量定义：方向：能量流

5、动的方向大小：单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁场能量20电磁场中的能量守恒定律——坡印廷定理流入V内的电磁场能量V内电磁场能量的增加V内电磁场能量所做的功（损耗）???21由麦克斯韦方程组可得到在任意闭曲面S所包围的体积V上，对上式两端积分？？坡印廷定理——电磁场中的能量守恒定理22例4.3.1同轴线的内导体半径为a、外导体的内半径为b，其间填充均匀的理想介质。设内外导体间的电压为U，导体中流过的电流为I。（1）在导体为理想导体的情况下，计算同轴线中传输的功率；（2）当导体的电导率σ为有限值时，计算通过内导体

6、表面进入每单位长度内导体的功率。23分析；1、传输的功率单位时间流过的能量坡印廷矢量E,H同轴线中的电场、磁场和坡印廷矢量（理想导体情况）24同轴线中的电场、磁场和坡印廷矢量（非理想导体情况）根据边界条件，在内导体表面上电场的切向分量连续，即因此，在内导体表面外侧的电场为内2、当导体的电导率σ为有限值时，通过内导体表面进入每单位长度内导体的功率坡印廷矢量存在径向分量E,H25内导体表面外侧的坡印廷矢量为进入每单位长度内导体的功率为26麦克斯韦方程组的完备性惟一性定理指出了获得惟一解所必须满足的条件，为电

7、磁场问题的求解提供了理论依据，具有非常重要的意义和广泛的应用。在以闭曲面S为边界的有界区域内V，如果给定t＝0时刻的电场强度和磁场强度的初始值，并且在t0时，给定边界面S上的电场强度的切向分量或磁场强度的切向分量，那么，在t>0时，区域V内的电磁场由麦克斯韦方程惟一地确定。？（证明）27电磁场的波动性无源区的波动方程有源空间？导电媒质？在无源空间中，设媒质是线形、各向同性且无损耗的均匀媒质，则有波动方程？P49:728电磁场的位函数解决有源空间波动性问题——引入位函数引入位函数来描述时变电磁场，使一些问题（包含

8、电流、电荷的区域）的分析得到简化。29已知电流、电荷分布区域30位函数的定义电磁矢量位电磁标量位31位函数的不确定性原因满足下列变换关系的两组位函数和能描述同一个电磁场问题。也就是说，对一给定的电磁场可用不同的位函数来描述。不同位函数之间的上述变换称为规范变换为任意可微函数？？咋办？32位函数的微分方程及规范条件33同样34位函数的微分方程——达朗贝尔方程位函数的规范条件