《位移电流假设》PPT课件.ppt

1,位移电流,2,恒定电流取环路 L，对环路取两个任意曲面 S1、S2，,对于稳恒电流，穿过环路所张任意曲面的的电流强度都是相等的。,但对于非稳恒电流又如何呢？,由安培环路定理有：,穿过两个曲面的电流强度相等，,以电容器充、放电过程为例,3,S1 面有电流流过,而 S2 面无电流通过。,对 S2 面应用安培环路定理，由于 S2 面无电流通过，,问题：非稳恒情况下，对于同一个环路 L，由于对环路所张的曲面不同，所得到的结果不同。（数学形式上不和谐）,作环路 L,对 L 也取两个曲面 S1、S2。,对S1 面应用安培环路定理：,为了使稳恒磁场的安培环路定理也适用于非稳恒情况，麦克斯韦提出了位移电流的假设。,（解决办法：）,4,Ic,S,设在电容器导体极板上的电荷密度为，极板面积为S。,（1）电路中电流,（2）极板间电位移通量对时间的变化率为：,1865 年麦克斯韦提出一个假设：当电容器充、放电时，电容器中的电场发生变化，变化的电场可等效为电流，这种电流称为位移电流 Id。位移电流等于电位移通量随时间的变化率。,某一时刻位移电流的大小和方向，就是该时刻电路中传导电流的大小和方向。,(平板电容器：D=，上册，P.315),5,位移电流：,如果极板面积不变,位移电流密度,强调：位移电流是由变化的电场等效而来的。,2.位移电流 Id 与传导电流 Ic 的比较,位移电流是由变化的电场等效而来的，无宏观的电荷移动，无热效应。,传导电流是由电荷的宏观移动引起的，会产生热效应。,在引入了位移电流后，电容器的充放电过程也就可以看成是闭合回路了，这样就使电流保持了连续性。,6,位移电流 Id 与传导电流 Ic 的比较,传导电流 Ic,位移电流 Id,由宏观电荷的运动产生,由变化的电场产生,有Joule热效应,无Joule热效应,可产生涡旋的磁场,可产生涡旋的磁场,麦克斯韦假设,7,S1 面有电流流过,而 S2 面无电流通过。,对 S2 面应用安培环路定理：,非稳恒情况下，对于同一个环路 L，环路所张的曲面不同时，所得到的结果仍相同。（数学形式上和谐了！）,作环路 L,对 L 取两个曲面 S1、S2。,对S1 面应用安培环路定理：,修改之后：,8,麦克斯韦假设：位移电流在其周围空间也能激发磁场，并且这磁场与等值的传导电流所激发的磁场完全相同。,全电流：,全电流永远是连续的。,在一般情况下，空间中的磁场应该是由传导电流和位移电流共同产生的。空间中的总磁场和全电流满足安培环路定理，即：,式中：,代表传导电流，,是由全电流产生的。,电磁场的基本方程之一,9,变化的电场激发磁场（麦克斯韦假设）,变化的磁场激发电场（法拉第电磁感应定律）,比较：,左手螺旋关系,右手螺旋关系,10,(Hd为 Id 产生的涡旋磁场),对称,11,例题1：一平行板电容器的两极板都是半径为5.0cm的导体片，在充电时，电场的变化率为,两极板间的位移电流ID为,解：(1)如图所示，电场强度方向垂直向下，圆板的D的通量为,求：(1)两板间的位移电流(忽略边缘效应)，(2)两板边缘的磁感应强度B,位移电流方向与电场方向相同,12,由于忽略边缘效应，位移电流是对称分布的，由环路定理可得：,根据右手定则，B的方向如图所示。,13,解：(1)电容器中电位移矢量的大小为,(2)根据环路定理得,所以,