恒定電流的磁場(doc14)-經(jīng)營管理(存儲版)
【正文】 ） 安培環(huán)路定律求解磁場：利用 對稱性。即磁能生電。 積分形式： dVtdtdqsdJs V? ? ??????? ??? 微分形式： tJ ?????? ?? 5．由于存在電荷守恒定律，麥克斯韋方程組中后兩個散度方程可以從前兩個旋度方程導出，故不是獨立的。我們正是用積分方程導出邊界條件的。 大量管理資料下載 例：從太陽日照 角度與氣候的冷暖的關(guān)系，解釋坡印亭矢量和通量的概念 3．靜態(tài)場的情況： ? ? ????s V dVEJsdS ????（“－”的意義） 說明能量由外面空間（不是經(jīng)導體內(nèi)部）傳遞。 電位 1 為什么需要電位： 1）電位作輔助量，簡化求解過程，矢量變標量。勢能本身就意味著它只與狀態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)。 例 37 頁圖 167。 2）寫出方程的通解，如果有幾種媒質(zhì)，要分區(qū)寫出通解。 2 充電方式：所有導體的電荷按同樣的比例同步增加。太陽能就是一個例子，陽光沒有電荷，我們卻能感受到有電能和由它轉(zhuǎn)換來的熱能。 恒定電流的電場 1 物理過程：前面講靜電場中導體時講過，導體放入靜電場中，電荷將向?qū)w表面運動，遇到導體的表面停止。但由于良導體 1??? ，極小電場就能驅(qū)動很大的電流，因此通常情況下導體表面的切向電場極小。 2 內(nèi)容線索： 1）如何求解磁場問題？理論方面：基本方程，位函數(shù)（引入矢量位），邊界條件。 2 標量位的計算與標量位的參考點：定義與電位相似，只是多了電流項。否則任意兩個具有同樣旋度的矢量場之間相差一個標量的梯度與一個常矢量的和： AB ?? ??? AB ???? ?? 則有 0)( ????? AA ?? 由上一章電位分析可知，只要 ??????AA ?? 自動滿足上式。前者用于無電流區(qū)域，后者用于有電流情況 1 標量位：在無電流區(qū)域， 0?J? ，有 0??? H? ，因此可以定義標量位函數(shù)，以簡化磁場的計算。電流比電荷容易控制。由于電源把外界能量給電荷，也就是對電荷有作用力，可以把電源等效為一個局外電場 sE ，但是它的作用范圍僅限于電源內(nèi)部。因此 dsEdsdsdsdsEFd sssss ???????????????????? 222 2222 ???????????? 導體表面單位面積受到的力（壓強） eEdsFd ?? ?? 22? 總結(jié)：作用在導體上的電場力對導體施負壓，壓強就等于電場能量密度。 因此電場能量密度為： EDe ???? 21? 該式表明電場能量儲藏在有場強 的空間。 電場的能量 1 某種電荷分布情況下電場的能量等于把這些電荷從無窮遠處移來建立起這種分布外力所作的功（其它形式的勢能也可按此法計算）。 1） 靜電場中的導體（動態(tài)）：當導體受到外電場作用時，導體自由電子移動到導體表面， 大量管理資料下載 由此產(chǎn)生的附加電場與原來的外加電場抵消，使得導體內(nèi)部總電場為零，進而自由電子不再移動（靜電場定義要求） 2） 靜電場中的導體（靜態(tài)）：內(nèi)部 電場為零，導體為等位體，導體表面為等位面，自由電荷集聚在表面，形成面電荷分布。 2）電荷系情況：疊加原理成立，求和。數(shù)值上也就是單位正電荷所具有的勢能。 3）與磁場關(guān)系：無關(guān)。故我們 假設 坡印亭矢量 HES ??? ?? 為單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁場能量，即功率流密度矢量。 2）從數(shù)學 上講，用麥克斯韋微分方程求解電磁場時必須有邊界條件才能有確定解。 2． 如何從積分形式得到微分形式：利用高斯定理和斯托克斯定理 如 ? ? ?????C s sdEldE ???? )( 由麥克斯韋第二方程有 ? ? ??????c s sdtBldE ???? 由于閉合環(huán)路及上面的曲面是任意的，故有 tBE ???????? 同理我們可以導出其它三個微分方程。 2． 法拉第電磁感應定律的意義： 感應電動勢 ? ??C ldE ??? 我們知道對于由電荷產(chǎn)生的電場－靜電場的環(huán)路積分為零： 0???C ldE ?? 故環(huán)路積分不為零說明一定有其它類型的源產(chǎn)生了電場，并且這種電場的性質(zhì)不同于靜電場。 4 安培環(huán)路定律（關(guān)于磁場的線積分） 1） ??? ????sk kC sdJIldB ???? ?? 電流與閉合曲線方向的規(guī)定；右手螺旋法則。 3 電場的計算： 1） 點電荷：條件是線性媒質(zhì) 2） 多個點電荷；疊加原理成立，意味著求和 3） 場點 ),( zyxP 、 r? 與源點 ),( zyxP ??? 、 r?? ：帶撇與不帶撇 從源點到場點的矢徑： 0RRrrR ???? ???? 其中 222 )()()( zzyyxxR ????????? 4） 連續(xù)分布電荷： A 概念：三種電荷密度、 B 計算方法：求和變?yōu)榉e分 3 電力線： 及其重要 。 B 最小電荷量與最小載流子 量子電動力學與宏觀電動力學研究對象的不同。 電流 I 與電流密度 J? ： dVJds dlJldsdJlId ?????? ???? )(
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