[理學(xué)]第三章_靜態(tài)電磁場i恒定電流的電場和磁場(參考版)
2025-01-22 07:39本頁面
【正文】 A的恒定磁場的邊值問題。 。 知識(shí)基礎(chǔ) 恒定電場和磁場的麥克斯韋方程組 教 學(xué) 內(nèi) 容 主要知識(shí)點(diǎn) 本章總結(jié) 教 學(xué) 內(nèi) 容 重點(diǎn) 。有專家預(yù)測， 21世紀(jì)將是以磁力（磁能）作為能源代表的時(shí)代。 (0≤α≤1) 根據(jù)能量守恒定律，此功也就是電流 為 I 的載流回路具有的磁場能量 Wm，即 對(duì) α從 0 到 1 積分，即得到外電源所做的總功為 外加電壓應(yīng)為 所做的功 當(dāng) α增加為 (α+ dα)時(shí)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢 : ddi t?? ??ddiu t??? ? ?dd d d d ddW u q i t i It? ? ? ? ?? ? ? ?101dd2W W I I? ? ? ?? ? ???21 1 1d2 2 2m CW I I A l LI?? ? ? ?? 對(duì)于多個(gè)載流回路，則有 對(duì)于體分布電流，則有 例如，兩個(gè)電流回路 C1和回路 C2 回路 C2的自有能 回路 C1的自有能 C1和 C2的互能 1111 d22 jNNm j j j j jCjjW I I A l???? ? ??? ?121 1 2 1 1 1 1 2 2 2 2 21 1 1 1 2 1 2 1 2 2 2 2221 1 2 2 1 211( ) d ( ) d221 1 1 12 2 2 21122mCCW A A I l A A I lI I I IL I L I M I I? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ???1 d2m VW J A V???2. 磁場能量密度 從場的觀點(diǎn)來看，磁場能量分布于磁場所在的整個(gè)空間。 設(shè)回路從零開始充電，最終的電流為 I 、交鏈的磁鏈為 ?。 假定建立并維持恒定電流時(shí) ， 沒有熱損耗 。 磁場能量是在建立電流的過程中 ， 由電源供給的 。 作業(yè) 例 323 磁場能量 恒定磁場的能量 1. 磁場能量 在恒定磁場建立過程中，電源克服感應(yīng)電動(dòng)勢作功所供給的能量，就全部轉(zhuǎn)化成磁場能量。 互感的特點(diǎn)： 重點(diǎn)內(nèi)容回顧 教 學(xué) 內(nèi) 容 主要知識(shí)點(diǎn) 載流回路中磁場能量定義；磁場能量密度。 3. 互感 同理，回路 C2 對(duì)回路 C1 的互感為 C1 C2 I1 I2 R o 1dl2dl2r1r21211M I??12122M I?? 互感只與回路的幾何形狀 、 尺寸 、 兩回路的相對(duì)位置以及周圍 磁介質(zhì)有關(guān) ， 而與電流無關(guān) 。 —— 外自感 2. 自感 —— 內(nèi)自感； 粗導(dǎo)體回路的自感： L = Li + Lo 自感只與回路的幾何形狀、尺寸以及周圍磁介質(zhì)有關(guān)，與電流無關(guān)。 作業(yè) 例題 319, PPT 電感 自感 1. 磁通與磁鏈 單匝線圈形成的回路的磁鏈定 義為穿過該回路的磁通量 多匝線圈形成的導(dǎo)線回路的磁 鏈定義為所有線圈的磁通總和 C I ? 細(xì)回路 粗導(dǎo)線構(gòu)成的回路 ， 磁鏈分為 兩部分：一部分是粗導(dǎo)線包圍 的 、 磁力線不穿過導(dǎo)體的外磁通量 ?o ；另一部分是磁力線穿過 導(dǎo)體 、 只有粗導(dǎo)線的一部分包圍的內(nèi)磁通量 ?i。0 ） 重點(diǎn)內(nèi)容回顧 教 學(xué) 內(nèi) 容 主要知識(shí)點(diǎn) 電感定義；電感的計(jì)算；磁鏈的概念。 0()? ? ???例題 317：用矢量磁位的邊值問題求解磁場 計(jì)算半徑為 a 的帶電長直圓柱體，其電流為 I, 試求導(dǎo)體內(nèi)外的磁矢位 A 與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B。氣隙寬度為 dR。 為了得到確定的 A， 可以對(duì) A的散度加以限制 ， 在恒定磁場中通常規(guī)定 ， 并稱為 庫侖規(guī)范 。 對(duì)大多數(shù)媒質(zhì)，磁化強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度成正比，即 : mMH??0 (1 )mBH????0 (1 )mBH?? ? ????媒質(zhì)的磁導(dǎo)率 3. 磁導(dǎo)率 4. 材料分類 導(dǎo)磁媒質(zhì) 順磁性媒質(zhì) ,ur1, ur ≈ 1 抗磁性媒質(zhì) ,ur1, ur ≈ 1 鐵磁性與亞鐵磁性媒質(zhì) ,ur1 5. 矢量磁位的泊松方程和拉普拉斯方程 矢量磁位的定義 磁矢位的任意性 與電位一樣 ， 磁矢位也不是惟一確定的 ， 它加上任意一個(gè)標(biāo)量 ? 的梯度以后 ， 仍然表示同一個(gè)磁場 ， 即 由 即恒定磁場可以用一個(gè)矢量函數(shù)的旋度來表示。 0 () mSB d l I I?? ? ????一般形式的安培環(huán)路定律 0()SB M d l I? ? ? ? ??定義新的場量 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度 H 0( A /m )BHM???SH dl I?? ??安培環(huán)路定律的一般形式 表明 : 磁場強(qiáng)度沿任一閉合曲線的環(huán)量等于該閉合曲線所限定面積上穿過的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和 ,與媒質(zhì)的分布無關(guān)。 重點(diǎn)和難點(diǎn)
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