電磁感應原理ppt課件(參考版)
2025-01-18 05:10本頁面
【正文】 2021 LI2021 LIWm ?磁能 對于一個很長的直螺線管 VnLnIB 2, ?? ???B H VVBW m2121 2 ???? 當回路中的電流達到穩(wěn)定值后，斷開 ，并同時接通 ，這時回路中的電流按指數(shù)規(guī)律衰減，此電流通過電阻時，放出的焦耳 楞次熱為 1K2K1KLR2K??t ttRI0 2 d)(IRdtdIL ??此時在回路中： 且： 0)0(0 IIt ?? ，tLReItI ??0)(則： ?221)( 22002 VBLIR d ttIt???磁能密度 BHHBVWw mm 212121 22 ????? ??VBHVwW mm d21dd ?????? VBHW m d21???? VBHLI d2121 2總磁能 L 1 2 I 2 W m = 磁場的能量： 磁場能量密度： 單位體積中儲存的磁場能量 w m 磁能密度： 總磁能 ?22Bw m ? dVBWVm ?????22l d d V r 2 π r = d r r l 1 R 2 R 例 1 求同軸傳輸線之磁能 ?????? ??VVmm dVBdVW2021??drrrIRR?????2)2(2121200??解： rIB o??2?)l n (4 1220RRlI???計算自感的另一種方法： L 1 2 I 2 W m = L = 2 I 2 W m 因為 所以 麥克斯韋電磁場理論（初步） 一、靜電場 ?????????????? ?)(0 無旋場保守場有源場內(nèi)lS SldEqSdD????二、穩(wěn)恒磁場 ?????????? ???)(0有旋場非保守場無源場內(nèi)l lSIldHSdB????三、由 激發(fā)的電場 dtBd?感E?感感 ED?? ?????????????????????)(0有旋場非保守場無源場感感l(wèi)miSdtBdSdtdldESdD????????變化磁場 產(chǎn)生感生電場 變化電場 產(chǎn)生磁場 一 . 問題的提出 ? ??L IlH ?? d 1S2SLIR?1S2SLIR?對穩(wěn)恒電流 對 S1面 ? ??L IlH ?? d對 S2面 ? ??L lH 0d??矛盾 穩(wěn)恒磁場的安培環(huán)路定理已不適用于非穩(wěn)恒電流的電路 二 . 位移電流假設 非穩(wěn)恒電路中，在傳導電流中斷處必發(fā)生電荷分布的變化 t/qI dd? 極板上電荷的時間變化率等于傳導電流 ? 位移電流 電荷分布的變化必引起電場的變化 ??tσ ? ?tσ?)(tI )(tI??tD?電位移通量 DSΦD ?S? ?tΦD?σD?? ? ? ?SttΦ D ?? ? ?tq?DD ItΦtqI ???dddd電位移通量的變化率等于傳導電流強度 — 位移電流 (電場變化等效為一種電流 ) ?? ???SDD SDttΦI ?? ddddd一般情況位移電流 ?? ????StD Sd ??? (以平行板電容器為例 ) 位移電流與傳導電流連接起來恰好構成連續(xù)的閉合電流 IR?DI麥克斯韋提出全電流的概念 位移傳導全 III ??(全電流安培環(huán)路定理 ) 在普遍情形下，全電流在空間永遠是連續(xù)不中斷的，并且構成閉合回路 ? ????L IIIlH 位移傳導全?? d ? ????? S StDI ??d傳導麥克斯韋將安培環(huán)路定理推廣 若傳導電流為零 ? ?L lH ?? d?? ????SStD ??d變化電場產(chǎn)生磁 場的數(shù)學表達式 ? Dj?位移電流 密度 三 . 位移電流、傳導電流的比較 1. 位移電流具有磁效應 tΦI Ddd?感B?— 與傳導電流相同 2. 位移電流與傳導電流不同之處 (1) 產(chǎn)生機理不同 (2) 存在條件不同 位移電流可以存在于真空中、導體中、介質中 3. 位移電流沒有熱效應，傳導電流產(chǎn)生焦耳熱 例 設平行板電容器極板為圓板，半徑為 R ，兩極板間距為 d, 用緩變電流 IC 對電容器充電 CI? ??R1P2P解 任一時刻極板間的電場 0???E0?D? 極板間任一點的位移電流 dtdDjD ? dtd?? 2π RIC?由全電流安培環(huán)路定理 ??? ????sL CSdtDdIlH ????dd1P2PCIrH ?11 π2101 π2 rIB C??22 π2 rH2202 π2 rRIB C??DIDjr 22π?求 P1 ,P2 點處的磁感應強度 四 . 麥克斯韋方程組 1. 電場的高斯定理 ??? ?? iSqSD??d )d( ????VV??? ?SSD??d? ?? 0iq2. 磁場的高斯定理 ?? ?SSB??d000 ????? ???SSDD???d)( 感靜?? ???SSBB???d)( 感恒靜電場是有源場、感應電場是渦旋場 0d ????SSB??傳導電流、位移電流產(chǎn)生的磁場都是無源場 3. 電場的環(huán)路定理 ? ?L lE ?? d 0? ?? ??SSdtBd ??d??? ??????SLSdtBdtΦlE ????dddd—— 法拉第電磁感應定律 4. 全電流安培環(huán)路定理 ? ?L lH ?? d ?? iI ?? ??SSdtDd??d??? ????SSdtDdjlH ?????d)(dL? ??? L l
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