《時(shí)變電磁場》ppt課件 (2)-全文預(yù)覽
【正文】 計(jì)算 ， 也就是說 ( , )tSr ()avSr()avSr ( , )tSr ( , ) R e [ ( )e ]jtavt ??S r S r( , )tSr ()avSr 關(guān)于 和 的幾點(diǎn)說明 例 已知無源的自由空間中，電磁場的電場強(qiáng)度復(fù)矢量為 ，其中 k 和 E0 為常數(shù)。 t?? ? ? ??? ?? ? ? ????BAAE洛侖茲條件 達(dá)朗貝爾方程 瞬時(shí)矢量 復(fù)矢量 j??? ? ? ??? ? ? ? ???BAEAj? ? ??? ? ? ?At??? ?? ? ? ??A222222tt? ? ???? ? ??? ?? ? ? ??? ????? ? ? ?? ??AAJ2222kk?????? ? ? ? ???? ? ? ???A A J 平均能量密度和平均能流密度矢量 時(shí)諧場中 二次式的表示方法 二次式本身不能用復(fù)數(shù)形式表示 ， 其中的場量必須是實(shí)數(shù)形式 ， 不能將復(fù)數(shù)形式的場量直接代入 。 c j? ? ?? ???? 同時(shí)存在極化損耗和歐姆損耗的介質(zhì) 對于同時(shí)存在電極化損耗和歐姆損耗的電介質(zhì) ， 復(fù)介電常數(shù)為 ( + )c j ?? ? ? ?? ???? 磁介質(zhì)的復(fù)磁導(dǎo)率 對于磁性介質(zhì) ， 復(fù)磁導(dǎo)率數(shù)為 ， 其虛部為大于零的數(shù) ， 表示磁介質(zhì)的磁化損耗 。 復(fù)電容率和復(fù)磁導(dǎo)率 () cj j j j?? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?H E E E E 導(dǎo)電媒質(zhì)的等效介電常數(shù) 對于介電常數(shù)為 ? 、 電導(dǎo)率為 ? 的導(dǎo)電媒質(zhì) ， 有 其中 ?c= ? jσ/ω、 稱為導(dǎo)電媒質(zhì)的等效介電常數(shù) 。 因此得到復(fù)矢量的麥克斯韋方程 ?jt???jt?? ～ 略去“ .”和下標(biāo) m 例題 ：已知正弦電磁場的電場瞬時(shí)值為 ),(),(),(21 tzEtzEtzE??? ??8182( , ) 0 .0 3 s in ( 1 0 )( , ) 0 .0 4 c o s ( 1 0 / 3 )xxE z t e t k zE z t e t k z???? ????? ? ???式中 ? ?888888( 10 / 2 ) ( 10 / 3 )( / 2 ) ( / 3 )( , ) 0. 03 sin( 10 ) 0. 04 c os ( 10 / 3 )0. 03 c os ( 10 ) 0. 04 c os ( 10 / 3 )2Re [ 0. 03 e ] Re [ 0. 04 e ]Re 0. 03 e 0. 04 e exxxxj t k z j t k zxxj k z j k z jxxE z t e t k z e t k ze t k z e t k zeeee? ? ? ???? ? ??? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?????810 t????? 解 ： （ 1）因?yàn)? / 2 / 3( ) [ 0 . 0 3 0 . 0 4 ] ej j j k zxE z e e e??? ? ???故電場的復(fù)矢量為 試求：（ 1）電場的復(fù)矢量 。 設(shè) 是一個(gè)以角頻率 ? 隨時(shí)間 t 作正弦變化的場量 ，它可以是電場和磁場的任意一個(gè)分量 ， 也可以是電荷或電流等變量 ， 它與時(shí)間的關(guān)系可以表示成 ( , )A r t0( , ) c o s [ ( ) ]A r t A t r????? ? ?[ ( ) ]0( , ) R e R e [ ( )e ]j t r j tA r t A e A r? ? ????其中 ()0( ) e jrA r A ??時(shí)間因子 空間相位因子 利用三角公式 式中的 A0為振幅 、 為與坐標(biāo)有關(guān)的相位因子 。 研究時(shí)諧電磁場具有重要意義 在工程上 ， 應(yīng)用最多的就是時(shí)諧電磁場 。 惟一性定理的表述 在分析有界區(qū)域的時(shí)變電磁場問題時(shí)，常常需要在給定的初始條件和邊界條件下，求解麥克斯韋方程。 進(jìn)入每單位長度內(nèi)導(dǎo)體的功率為 由此可見，內(nèi)導(dǎo)體表面外側(cè)的坡印廷矢量既有軸向分量，也有徑向分量，如圖所示。 同軸線 解： （ 1）在內(nèi)外導(dǎo)體為理想導(dǎo)體的情況下，電場和磁場只存在于內(nèi)外導(dǎo)體之間的理想介質(zhì)中，內(nèi)外導(dǎo)體表面的電場無切向分量，只有電場的徑向分量。 電磁能量守恒定律 討論內(nèi)容 坡印廷定理 電磁能量及守恒關(guān)系 坡印廷矢量 進(jìn)入體積 V的能量＝體積 V內(nèi)增加的能量＋體積 V內(nèi)損耗的能量 電場能量密度 ： DEw e ?? ?? 21磁場能量密度 ： BHw m ?? ?? 21電磁能量密度 ： BHDE me ???? ?????? 2121空間區(qū)域 V中的電磁能量 ： ?? ????? VV VBHDEVwW d)2121(d ???? 特點(diǎn) ：當(dāng)場隨時(shí)間變化時(shí) ， 空間各點(diǎn)的電磁場能量密度也要隨 時(shí)間改變 ， 從而引起電磁能量流動 電磁能量守恒關(guān)系： 電磁能量及守恒關(guān)系 ddWtVS 其中 ： —— 單位時(shí)間內(nèi)體積 V 中所增加 的電磁能量 —— 單位時(shí)間內(nèi)電場對體積 V中的電流所作的功； 在導(dǎo)電媒質(zhì)中，即為體積 V內(nèi)總的損耗功率 —— 通過曲面 S 進(jìn)入體積 V 的電磁功率 表征電磁能量守恒關(guān)系的定理 積分形式： ??? ????????? VVS VJEVBHDEtSHE dd)2121(ddd)( ?????????? ?V VJE d??? ???V VBHDEt d)2121(dd ????? ??? S SHE ??? d)(JEBHDEtHE ???????? ???????????? )2121()( 坡 印廷定理 微分形式： 在線性和各向同性的媒質(zhì)，當(dāng)參數(shù)都不隨時(shí)間變化時(shí)，則有 將以上兩式相減，得到 由 ???????????????????tBΕtDJH?????????????????????????????tBHΕHtDΕJΕHΕ??????????tBHtDΕJΕΕHHΕ????????????????? ????????
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