電磁場(chǎng)課件第四章動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)i基本理論與準(zhǔn)靜態(tài)電磁場(chǎng)(編輯修改稿)
2025-06-16 14:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度為： 1()2m VW H B d V? ?磁場(chǎng)能量： HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY 二 動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)的電磁能量： 1. 坡印廷定理 2. 坡印廷矢量 坡印廷定理的物理意義： 動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)中，單位時(shí)間內(nèi)穿過閉合曲面 S流入體積 V的電磁能量等于該體積內(nèi)電磁場(chǎng)能量 W的增加率和電磁場(chǎng)能量的消耗率 。反映了動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)能量守恒和功率平衡關(guān)系。 表征： 單位時(shí)間內(nèi)穿過單位面積的電磁能量，還描述了該電磁功率流的空間流動(dòng)方向，可以對(duì)動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)的功率和能量傳播進(jìn)行計(jì)算和分析。 HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY 三 時(shí)諧電磁場(chǎng)的電磁能量： 1. 時(shí)諧電磁場(chǎng)中，導(dǎo)電媒質(zhì)吸收的復(fù)功率體密度： 2. 時(shí)諧電磁場(chǎng)的坡印廷定理 微分形式 積分形式 ?? ?????????VcSdVDEHBjJESdHE )]([)( *** ??????????????????在有損媒質(zhì)中的坡印廷定理積分形式： ?? ??????????????VSdVEHjHEESdHE )]()[()( 22222 ?????????????HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY 結(jié)論： 上式右端實(shí)部表明：體積 V內(nèi)有損媒質(zhì)吸收的有功功率不僅包含傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的歐姆損耗，也包含媒質(zhì)的極化和磁化損耗。 上式右端虛部表明：體積 V內(nèi)有損媒質(zhì)吸收的無(wú)功功率不僅包含磁場(chǎng)（感性）無(wú)功功率，也包含電場(chǎng)（容性）無(wú)功功率。 HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY 3. 時(shí)諧電磁場(chǎng)的復(fù)坡印廷矢量 結(jié)論： 1）復(fù)坡印廷矢量的實(shí)部（媒質(zhì)吸收的有功功率密度）等于電磁功率流面密度矢量的平均值： 2）時(shí)諧電磁場(chǎng)能量、功率分析：可以建立與正弦交流電路功率平衡之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可用于場(chǎng)的分析等。 ][),(1 *0HERdttrSTS eTav?????? ??? ?HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY 例： 43 用坡印亭矢量分析直流電源 U0沿同軸電纜向負(fù)載 R傳送能量的過程。設(shè)電纜為理想導(dǎo)體，內(nèi)導(dǎo)體半徑為 a，外導(dǎo)體的內(nèi)外半徑分別為 b和 c。 HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY 圖 同軸電纜實(shí)物和結(jié)構(gòu)圖 HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY 重點(diǎn)內(nèi)容回顧及疑難解答 靜態(tài)電磁場(chǎng)中電磁位的定義和作用 教 學(xué) 內(nèi) 容 主要知識(shí)點(diǎn) 電磁位 洛倫茲規(guī)范、電磁位的非齊次波動(dòng)方程。時(shí)諧電磁場(chǎng)非齊次波動(dòng)方程及其求解方法。 重點(diǎn)和難點(diǎn) 動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)非齊次波動(dòng)方程的建立及求解 思考題與作業(yè) 作業(yè) 45 備注 了解非齊次波動(dòng)方程在動(dòng)態(tài)電磁波分析中的重要作用。 電磁位 HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY 電磁位 洛倫茲規(guī)范 一 電磁場(chǎng)分析中引入位函數(shù)的作用： 在恒定磁場(chǎng)的分析中，基于 恒定磁場(chǎng) 的無(wú)散性，定義了 矢量磁位函數(shù) ，由求得的矢量磁位，最終可以算的待求場(chǎng)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 矢量磁位的引入沒有任何具體的物理意義，是一個(gè)純粹的計(jì)算輔助量，但在磁場(chǎng)問題的分析計(jì)算中，基于矢量磁位的分析計(jì)算更為方便。 同樣在動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)中，定義輔助位函數(shù)可以簡(jiǎn)化麥克斯韋方程組的求解。 HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY 二 動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)的電磁位 洛倫茲規(guī)范： 定義動(dòng)態(tài)矢量位 （單位：韋 /米）的輔助矢量函數(shù)： 定義一個(gè)動(dòng)態(tài)標(biāo)
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