工程電磁場(chǎng)ppt課件-文庫吧資料
2024-09-24 18:31本頁面
【正文】 RVdRerM4rM4rMe4rM4rA 0000????磁化體電流密度 Jm=??M 磁化面電流密度 Km= M?en ??? ????????lSSmI dlMdSMdSJ m2．磁場(chǎng)強(qiáng)度 媒質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下發(fā)生的磁化效應(yīng)可歸結(jié)為磁化電流。 3． 5 媒質(zhì)中的磁場(chǎng) 1．媒質(zhì)磁化 ???,DV plimPV?? ?? 0 圖 磁化媒質(zhì)建立的磁場(chǎng) 磁化強(qiáng)度矢量： ) ( A / m0 VmlimMV ????? 束縛電流密度：媒質(zhì)被磁化后產(chǎn)生的凈磁矩，也可看作是在媒質(zhì)中出現(xiàn)等效的宏觀 束縛電流 ，即所謂的 磁化電流 的結(jié)果。由 B=??A，得 yxyxzyxeeee00eeeB yx BBxAyAAzyx???????????????代入磁力線方程，得 00 ????????? dyyAdxxAdxBdyB yxdA = 0 A=常量 垂直于 A （ 1）平行平面磁場(chǎng)： ? 在平行平面磁場(chǎng)中， A的等值線即為磁力線（ B線）且等 A線的差值為相鄰兩條磁力線間隔的單位長磁通量，即（圖 327） ? ? AdzAAdzAdzAdd102z1z102101lS??????????? ???????lASB?（ 2）軸對(duì)稱磁場(chǎng)： 在圓柱坐標(biāo)系下， B線滿足的微分方程為 zBzBdd ??? 設(shè) Jc=Je?，則 A=Ae?。磁力線也可以形象地描繪磁場(chǎng)的分布。其中一個(gè)基本差別就是：磁力線自身閉合。 zIπaI eSm 2??M Q P1 ) s i n c o s2(4 s i n4 c o s24 )(1)( s i ns i n130320320????????????????????eeeeeeAB?????????????rrrrmrIarIarArrAr) s i n c os2(4 30????? eeE ?? rrpm ←→ p ； μ 0←→ 1/ε 0。 [解 ]：采用圖示球坐標(biāo)系。設(shè)矢量磁位參考點(diǎn)位 Q，則 P點(diǎn)的矢量磁位A為 zz elnIlnIelnIlnIA???????????????????????? 02010120202010102222 ???????????? 為計(jì)算穿過輸電線間單位長的磁通量，將矢量磁位參考點(diǎn)選在原點(diǎn)上，則 ?01 = ?02，得 ? ?? ? z22220z120byxbyx4I2I eeA???????? lnln????借助矢量磁位求磁通 ? ? ??? ????????lSSlASASB ddd?磁耦極子 電子繞核運(yùn)動(dòng)，形成小的電流環(huán)形電流，從而對(duì)外產(chǎn)生磁場(chǎng)。試計(jì)算的矢量磁位和穿過輸電線間單位長的磁通量。)(l0Rd4I? 式中 C為常矢量，取決于矢量磁位參考點(diǎn)的選擇。討論如下，此時(shí)線電流的矢量磁位公式修改為： ClrA ??? ?39。本例不滿足這個(gè)條件，電流延伸到了無限遠(yuǎn)，這是，它們的參考點(diǎn)應(yīng)選擇在有限區(qū)域內(nèi)的任意一點(diǎn)。 ? 討論 ：當(dāng) L??時(shí) A??并不存在 。39。39。 (1)場(chǎng)點(diǎn) P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 采用圓柱坐標(biāo)系，取元電流 Idz?，在點(diǎn) P處產(chǎn)生的 dB為 ? ?? ? ?? ?????? eeezezB2322022R02R0zzd4Izdzd4IRd4Id???????????????，s i n? ? ??? ????????? esi n4e4e400220022023 ???????????? ?IzzIzzdILLB(2)場(chǎng)點(diǎn) P P2 和 P3 處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 ? ? ????? es ins in4 2110P 1 ???IB? ? ????? e4B 2120P 2 ????? s i ns i nI? ? ????? es ins in4 2130P 3 ???????IB(3)推論：對(duì)于 P1點(diǎn)，若 L→∞ ，則 B為 ?? ???? eeB???????? ????? 2I224I 00 s i ns i nz ?1 I P1 P2 P3 ?1? ?2 ?2? ?1 ?2 ?3 ?1? ?2? 例 37：計(jì)算真空中半徑為 a，載流為 I的無限長直圓柱導(dǎo)體內(nèi)部和外部的磁場(chǎng)。 c0 JB ????????????n1kk0S0lIdd ?? SJlB c 例 34：計(jì)算真空中載流 I 的有限長直導(dǎo)線所引起的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 ? ????????V2R0 VdR4erJrB c?)(?????? l 2R0RId4elrB ?)(? ????????S2R0 SdR4erKrB ?)(思路二：利用真空中的安培環(huán)路定律，對(duì)具有對(duì)稱性場(chǎng)分布 特征的磁場(chǎng)問題進(jìn)行直接計(jì)算。 ()Jr()Ar ()Br()Br()Jr1 場(chǎng)分布：基于場(chǎng)量 的分析 ()Br思路一：由畢奧－薩伐爾定律，利用矢量積分直接計(jì)算。在恒定電流電場(chǎng)中 Jc和 E都是無散無旋的。 ? ????????????V0 VdR4rJArB c?)(? ? ? ? ? ?2Rcc2RRRR1R1RerJrJerJrJrJccc ??????????????????????????????? ??? )()( 39。 4．畢奧－薩伐爾定律 ( ) ( ) ( )?? ? ? ? ? ?B r r A r( ) 0? ?r? ???????V0 VdR4rJrA c?)(? ?????????? ???V0Vd41rrrBr )(?? ? ? ? ????????????? ???VcVVdRVd J441 0?rrrBrA( ) ( )? ? ?B r A r自由空間中任意點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于該點(diǎn)矢量函數(shù) A的旋度。 ` 3．磁通連續(xù)性原理 .恒定磁場(chǎng)的無散性 磁力線是無頭無尾的閉合曲線，即磁通連續(xù)性原理。 a o b r I J ? A B r P 圖 跨步電壓與危險(xiǎn)區(qū)的分析 ? ? ri?? ?? 2r 2AB 2112 rIbrbrIU?? ???????? ???? 設(shè) U0為人體安全的臨界跨步電壓（通常小于 50?70V），可以確定危險(xiǎn)區(qū)半徑 r0為 00 2 UIbr???00a b I RrU?3． 3 恒定磁場(chǎng)的基本方程與場(chǎng)的特性 1．恒定磁場(chǎng)的基本方程 安培環(huán)路定律： ? ?? ???????????l sSi cc JHdSJHdlH磁通連續(xù)性原理： 00 ?????????? ? BBdSBS VdV媒質(zhì)的構(gòu)成方程為： HB ??mH /104 70 ??? ??有旋無散性 類比的方法 —— 類比靜電場(chǎng) 2．真空中的安培環(huán)路定律 .恒定磁場(chǎng)的有旋性 c0 JB ????圖 環(huán)量 與勵(lì)磁電流 I間關(guān)系說明圖 （ P126，圖 313） I3 I1 l I2 I4 ?0 S ? ?l lB d源于電流的磁場(chǎng)具有旋渦場(chǎng)的特性，表明了磁力線與電流源之間相互交鏈的基本特征。此時(shí)，人體跨步的兩足之間的電壓稱為跨步電壓。由鏡象法得： 當(dāng) r≥a 時(shí) ri,riE,riJ,iJrrcc ??????? 2drE2224 222 ?????? ??(a) 電 流線 J的 分布 (b) 鏡 象法圖示 圖 半球形接地器 ?土壤 ?土壤 a a i 2i ?土壤 由良導(dǎo)體與不良導(dǎo)體邊界面條件，良導(dǎo)體球內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)與外部土壤場(chǎng)強(qiáng)相比很小，所以我們可以把導(dǎo)體球看作等勢(shì)體，當(dāng)ra時(shí)，有
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