[理學(xué)]第12章電磁感應(yīng)-資料下載頁
2025-02-19 02:46本頁面
【正文】 環(huán)路定理，可得 r環(huán)內(nèi)的磁場能量密度為 ? ???L rBldB ?2??? NI0??rNIB??20???? I0?)22( 21 DrD ??222200282 rINBm ???? ??44 222200282 rINBm ???? ?? 將螺線管分割為無限多高為 h 厚度為 dr的同軸圓柱面， drr（ 2）根據(jù)磁場能量公式 ?? V mm dVW 體? ?? R r h d rB00222 ???? 22222202128DD r h drrIN ???12220 ln4 DDhIN???221 LIWm ?22IWL m?1220 ln2 DDhN???45 2S1S167。 位移電流 穩(wěn)恒電流條件下的安培環(huán)路定理： ???? IldH ??對于非穩(wěn)恒電流，安培環(huán)路定理是否成立呢？ 以電容器充、放電過程為例 , ~ ? KL?對 S2 面： ? ?? 1S Sdj ??對 S1 面： ?? I??L ldH ??? ?L ldH ?? ? ??2SSdj ??0?結(jié)論： 對于非穩(wěn)恒電流，安培環(huán)路定理不成立。 對于同一個環(huán)路 L，由于對環(huán)路所張的曲面不同，所得到的結(jié)果也不同。 46 為了使穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理也適用于非穩(wěn)恒電流的電路，麥克斯韋提出了 位移電流 的假設(shè)。 ~ ? KCI? ??dtdqIc ?電路中電流 dtSd )(??dtdS ??極板間電位移通量對時間的變化率： dtDSddtd D )(??dtddtdqI Dc????dtdS ??dtdI Dd?? 通過電場中某一截面的位移電流等于通過該截面電位移通量對時間的變化率。 位移電流 S47 位移電流： dtdI Dd?? cI? 某一時刻位移電流的大小和方向，就是該時刻電路中傳導(dǎo)電流的大小和方向。 ~ ? KCI? ??SdI位移電流 Id 與傳導(dǎo)電流 Ic 的比較 在引入了位移電流后，就使電流保持了連續(xù)性。 強調(diào)： 位移電流是由變化的電場等效而來的。 ?傳導(dǎo)電流是由電荷的宏觀定向移動引起的，會產(chǎn)生熱效應(yīng)。 ?位移電流是由變化的電場等效而來的，無宏觀的電荷移動，無熱效應(yīng)。 48 位移電流也會在其周圍空間激發(fā)磁場，并且這磁場與等值的傳導(dǎo)電流所激發(fā)的磁場完全相同。 全電流： 傳導(dǎo)電流 IC 和位移電流 Id 之代數(shù)和。 dCL IIldH ?????? 一般情況下，空間中的磁場應(yīng)該是由傳導(dǎo)電流和位移電流共同產(chǎn)生的?？臻g中的總磁場和全電流滿足安培環(huán)路定理。 式中： IC代表傳導(dǎo)電流， Id代表位移電流 電磁場的基本方程之一 dtdI DC???dC III ??全全電流永遠(yuǎn)是連續(xù)的。 全電流安培環(huán)路定理： 磁場強度沿任意閉合回路的環(huán)流等于穿過此閉合回路所包圍曲面的全電流。 49 例： 半徑為 R 的兩塊圓板構(gòu)成平板電容器 ， 電容器在放電過程中某一時刻的電流為 I0 。求此時極板間的位移電流以及距電容器中心為 r處的 P點的磁感應(yīng)強度大小。 解： 0IdtdI Dd ???R0I rP作半徑為 r的同心閉合回路， 根據(jù) 全電流安培環(huán)路定理， ,2 220 rRIrH ??? ??dCL IIldH ??????202 RrIH??有： HB 0???2002 RrI???50 167。 麥克斯韋方程組 電磁波 麥克斯韋電磁場方程組 積分形式： ? ???S qSdD 0???? ?????? SL SdtBldE ????? ??S SdB 0??dtdIIIldH DcdcL??????? ??微分形式： ???? D?0??? B?tBE????????tDjH????????? 麥克斯韋方程組揭示了變化電場和變化磁場之間相互激發(fā)、相互依存的關(guān)系： 變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，而且變化著的電場和磁場總是相互聯(lián)系在一起形成統(tǒng)一的電磁場。 51 方程組特點： 。 1. 物理概念創(chuàng)新； ； ； ； 積分形式： ? ???S qSdD 0???? ?????? SL SdtBldE ????? ??S SdB 0??dtdIIIldH DcdcL??????? ??微分形式： ???? D?0??? B?tBE????????tDjH?????????52 電磁波 采用把電容器兩板板拉開，以增大距離，并把自感線圈各匝拉開，直到最后變成一條直線。 這樣的直線形振蕩回路是一個電偶極矩做迅速變化的電偶極子，稱為振蕩電偶極子。 電磁波有效發(fā)射的兩個條件： 1. 振蕩頻率要高； 2. 電路要開放。 可以證明： 振蕩電偶極子在單位時間內(nèi)輻射出去的能量 —— 輻射功率，與振蕩電偶極子振幅的平方、頻率的四次方成正比。 ????????????????53 電磁波的主要性質(zhì)： 。電矢量 與磁矢量 相互垂直， 的方向為電磁波的傳播方向。 E? H? HE ???2. 電矢量 與磁矢量 的振動相位相同。 E? H?00 HE ?? ?3. 電磁波的傳播速度為： ??/1?u真空中傳播速度： sm. /1099828??二者數(shù)量關(guān)系： 00/1 ???c54 HES ??? ??（坡印廷矢量） ： 2/00 HES ?平均能流密度： 電磁波譜 nm/Hz/Hz/
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