第4章電磁感應(yīng)電磁場基本規(guī)律-資料下載頁
2025-08-01 17:03本頁面
【正文】 磁場 )1(tLReRI??? ?為 時(shí)間常數(shù) RL /??利用初始條件 0,0 ?? It令 ?I I0 t RI o?? 電流極大值 )1( ??teRI??? oII ???t當(dāng) oII ???t當(dāng) IRdtdIL ???第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 當(dāng)電流得到極大值時(shí)，開關(guān)與 2接通，此時(shí)電路中的電流衰減 tLReRI?? ?自感的作用將使電路中的電流不會 瞬間突變。從開始變化到趨于恒定 狀態(tài)的過程叫 暫態(tài)過程 。時(shí)間常數(shù) 表征該過程的快慢。當(dāng) t 大于 ? 的 若干倍以后，暫態(tài)過程基本結(jié)束。 當(dāng) t=? 時(shí)， I=?/R； 當(dāng) t=3? 時(shí)， I=?/R 當(dāng) t=5? 時(shí)， I=?/R 2. 電流的衰減 RIdtdIL ?－??teRI ???I I0 t 二 .RC電路中的暫態(tài)過程 （自學(xué)） 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 電容器充電，儲存 電場 能量 22121 CUQUWe ??與此相似， 電流激發(fā)磁場，也要供給能量，所以磁場具有能量。 N?k電場能量密度 2 21 Ewe ??E +dq + _ 磁場的能量 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 K合上： 電流不能立刻達(dá)到 R?dtdiLL ???自感線圈總的自感電動勢 一、 線圈貯存的能量 —— 自感磁能 由全電路歐姆定律有 iRdtdiLL ???? ???方程兩邊乘以 idt L i d iR d tii d t ?? 2? … 回路能量守恒方程 電源在 dt時(shí)間內(nèi)輸出的能量 電阻上消耗的電能 (焦耳熱 ) dt時(shí)間內(nèi)電流反抗自感電動勢作的功 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 L ididW m ? 用 dWm表示電流反抗自感電動勢在 dt時(shí)間內(nèi)作的功 當(dāng)電流從 0增大到 I的整個(gè)過程中，電流反抗自感電動勢作的功 20 21 LIL I d IW Im ?? ?自感線圈貯存的磁場 20 21 LIL I d IW Im ?? ?二、 磁場的能量 當(dāng)電流一定時(shí)，線圈的自感系數(shù)越大，儲存的自感能量就越多。所以自感系數(shù) L可以用來表征線圈儲存磁能的本領(lǐng)。 Wm ~ B、 H 的關(guān)系 ？ 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 二、 磁場的能量 以長直螺線管為例：當(dāng)流有電流 I 時(shí) 長直螺線管的磁場能量 : 定義磁場的能量密度 : ?22Bw m ?磁場所儲存的總能量 : ?????? ?? dVBdVwW mm ?22nIB ??nBI ??VnL 2 ??VBnBVnLIW m ??? 221212222 ???????????磁場所儲存的總能量 : ??? ??Vm dVBHW2??對于一般情況： 積分遍及磁場存在的全空間。 HBw m???? 21第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 能量存在器件中 C L 221 CUWe ? W LIm ?122存在場中 通過 平板電容器 得出下述結(jié)論 w D Ee ? ?12? ?通過 長直螺線管 得出下述結(jié)論 BHw m????21在電磁場中 w w we m? ?BHEDw ???? ???? 2121普遍適用于各種電場 磁場 靜電場 類比 穩(wěn)恒磁場 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 麥克斯韋電磁場理論簡介 ?電場 靜電場 感生電場 靜止電荷 空間存在 ?磁場 穩(wěn)恒磁場 空間存在 恒定電流 感生磁場 dBdt?回顧前幾章的內(nèi)容 dEdt?電磁場 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 Maxwell 的新思想 ： 渦旋電場 — 變化的磁場產(chǎn)生電場 位移電流 — 變化的電場產(chǎn)生磁場 前人的經(jīng)驗(yàn) ： QSdDS ??? ?? 0? ??L ldE 00 ??? ??S SdB 00 ??? ??L IldH ?? 0靜電場 穩(wěn)恒磁場 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 ? ???S SdD 0??SdtBldEL S???????????? ?靜電場 QSdDS ??? ?? 0 渦旋電場 穩(wěn)恒磁場 ? ??S SdB 00 ?? 渦旋磁場 ? ???S SdB 0??1）有旋電場 tDjddd???kE?麥克斯韋假設(shè) 2）位移電流 ? ??L ldE 0??? ??L IldH ?? 0 SdtDldHL S??????????? ?39。第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 0d ???S sB ???? ?????? Sl stDjlH ?????d)(d c?? ?????? Sl stBlE ????dd??? ??? qVsD VS dd ???方程的積分形式 麥克斯韋電磁場 ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 ⅰ 感生靜電 EEE??? ??感生靜電 DDD??? ??通量 dVSdDVS?? ?? 0??? 靜電0??? SdDS??感生靜電場高斯定理的推廣 ??? ??? qVsDVS dd ???? ? ? ?E d l Bt d SL S? ? ? ?? ???環(huán)流 ?????????SLLSdtBldEldE????????感生靜電0靜電場的環(huán)流定理的推廣 ⅱ 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 ? ?B d SS? ?? 0ⅲ 位移穩(wěn)恒 BBB??? ??0???SSdB??磁場高斯定理的推廣 ? ? ? ? ?H d l J d S Dt dSL S S? ? ? ? ?? ? ?0 ??ⅳ 位移傳導(dǎo) HHH??? ??一般形式下的 安培環(huán)路定理 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場 以上四個(gè)方程以簡潔的數(shù)學(xué)形式高度概括了電磁運(yùn)動的基本規(guī)律 .它們在宏觀電磁學(xué)中的作用類似于牛頓運(yùn)動方程在經(jīng)典力學(xué)中的作用 .應(yīng)用該方程組 ,可以完全地描述電磁場的動力學(xué)過程 . 該方程組不僅適用于靜電場 ,恒定磁場 ,而且也適用于變化的電磁場 . 另外 ,在高速領(lǐng)域中 ,該方程組也依然成立 .但在微觀領(lǐng)域不完全適用 ,因而后來發(fā)展并創(chuàng)立了量子電動力學(xué) .麥克斯韋的電磁理論則可看成是 量子電動力學(xué)在某些特殊條件下的近似規(guī)律 . 第十三章 電磁感應(yīng) 電磁場
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