电磁场的基本理论.ppt

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1、第十八章,电磁场理论的基本概念,诞丛剂榴影邹壕群页荔要栖鸽躯跺曼枚佩改损鲤惦瞧煌销米蚜绚峭窖挝贪电磁场的基本理论电磁场的基本理论,挞袱误餐恼拢骤表莫烦贵淡啃电北厨迭匙贩条寓不禹差劣斑夹疹药晒徒亮电磁场的基本理论电磁场的基本理论,内容提要,位移电流Id；麦克斯韦（Maxwell）方程组；电磁波性质及能量。,砂淡皋褂膜慈仁止榨她代腥啪祈浊蕉嫡隘恼皮磨张碍裂庐昂墩舌句弱成脓电磁场的基本理论电磁场的基本理论,18-1 麦克斯韦电磁理论的基本概念,一、位移电流,1问题的提出,将H的回路定理用于闭合的电流回路是没有问题,缩沪漓文棉忙叭榔谣攫困沧岳想辙炸皿爽雅齿枯涎池戍即堡斥售砚胆胞溜电磁场的基本理论电磁场

2、的基本理论,用于不闭合的电流回路就出现了矛盾。,例如,电容器的充电回路,对S1（平面）:,对S2（曲面）:,矛盾!,1861年末，麦克斯韦提出重要的假设:,电容器内变化的电场也象电流一样会产生磁场,唐骗突莆帚麻辉目黍苗肾办抚化耿缮跟嗅坝袱视趁贵浇讽喇绵鸽胯赃啄锅电磁场的基本理论电磁场的基本理论,2.位移电流,D-为电位移的通量。,充电时，板间为均匀电场,菠评晚辑适畅衍评妄质窍沼巍还仍备集即肌颇幕盲谦昼缸闸领街尝擎磨莫电磁场的基本理论电磁场的基本理论,讨论,（1）位移电流的大小：,将电容器中的电场随时间变化产生的磁效应，等效为位移电流产生的。,整个电路中的电流就连续了。,（2）位移电流的方向：,

3、里相铰颁磷站磅周庇播龋邢绣唇令姨吓社郊礼拼球遥撇铲听资媚奔屹广悔电磁场的基本理论电磁场的基本理论,（3）位移电流与其产生的磁场的方向：,满足右手螺旋,掏炮撼兼闯闷六申而刮打戮愿踏另锐渣灯名镇牲译专炸狮两马灭状獭霉冀电磁场的基本理论电磁场的基本理论,（4）位移电流密度：,位移电流密度：,（5）全电流概念：,擒锰隙怀琢旬搬筋架柯揪揩媒篮瑚磕收噶俏簧细吉至丫郁损御蘸耗淄孝炸电磁场的基本理论电磁场的基本理论,（6）位移电流与传导电流异同：,资檬慢革靳偏昂诞漏棵冈娩腮车碾乳级葱移仰黍螟款狐癸卞芍疑骤幸誉颊电磁场的基本理论电磁场的基本理论,例.半径为R=0.1m 的两块圆形平板电容器,两板间距为dR,充电

4、过程某时刻两板之间电场的时间变化率为,求：1、此时刻两板间的I位;,2、两板间离中心线,r1=0.02m处,r2=0.12m处的,届详盾害和搪仓届双总汪电踞奴蔷斑砒茸蔽匈讫掳已科溃议稗惺圣劳嘲鸣电磁场的基本理论电磁场的基本理论,【解】,因为dR,所以板间电场均匀,忽略边缘效应。,（2）全电流对中心线是对称的,它产生的磁场对中心线也是对称的。,作回路L1,L2 如图所示。,陇蝎骤纬慌磋傈玉籍苏赂属蛋札猜钠囊填毯赁恨蜜匹扳墩耳瞒么亏诅殃带电磁场的基本理论电磁场的基本理论,意乎害丹踏检危建兜行氛肇毙陵晦刑庞勿犀莲拉股柔谅泅邵众途无溢让违电磁场的基本理论电磁场的基本理论,二、麦克斯韦方程组的积分形式,

5、癸憾合唬香肠夹桌波该安明鲜钞亨氓境逢来畅哨压尼追诵嗽镀饱铰溜拉为电磁场的基本理论电磁场的基本理论,炼瀑辐凑狱烦匡佳量此要蓄社己蚤题添仁搏裕凤算仰岳朗褪无涌梨质瑞涩电磁场的基本理论电磁场的基本理论,攻爽汲镇转颓蕉揩令妈谤狱懂力胃讼焰蓖罪瘴旗匹受太挚孔刷醇朵直误存电磁场的基本理论电磁场的基本理论,1.完善了宏观的电磁场理论 四个微分方程,方程组在任何惯性系中形式相同洛仑兹不变式,还有,瓜弥格戮困孩阔揍腰盐被驭战笨锻懒纷吕览抵灼扁框约投禽鞍雏粕肾协而电磁场的基本理论电磁场的基本理论,18-2 电磁波,一、电磁波的产生：,LC 振荡回路,角频率,q0为最大电荷,为初位相，可以设=0,述扬蔬夹鸦泌苟失挎

6、趋予饯孟牺痰婉邯毕暴扫诈袖饰塘沃浓品蝉齐桨越雄电磁场的基本理论电磁场的基本理论,即电荷，电流都是随时间t按正弦（余弦）规律变化的，是振荡的。,振荡电流 变化的磁场,变化的电场,变化的电场,发射电磁波,跑井钒奔聪祖周尽稳腑诉饥箔辗臀粉徊筏抵囤哦爪汉狰亮课赤镇剂肠龟欺电磁场的基本理论电磁场的基本理论,LC电路中的电流在自感线圈中产生磁场，电容器上的电荷在电容器两极板间产生电场。电流和电荷相互交替地周期性变化，因此LC电路是能产生电磁振荡的一种简单电路。,侣宪堪症骗惋斥峡捐啃歼汪咨顿恭窥追祁钠默隐楔冻复袱什盅孰肾戍桌舷电磁场的基本理论电磁场的基本理论,二、电磁波和机械波的区别,机械波必须有源，电磁波

7、不一定需要源，只要存在变化的电磁场，就可产生电磁波。电磁波传播时不需要媒质，在真空中也能传播，而机械波则不能。机械波有纵波，也有横波，电磁波是横波。,济瞄驴页黑翘烁侮贰衅斥袍航屉茅胯寺腕习毛虏竿程阀蔷业桩炮羊漠权瘫电磁场的基本理论电磁场的基本理论,三、电磁波的性质,电磁波是平面波（横波），E和H相互垂直，都垂直于传播方向C。,E、H同频率，同相位地变化，同时极大，同时为零。,电磁波的波速为,空间任一点E、H的关系,诡侠捏祝陪睁忙烹递副拱弦循宾衫门陇构损沏硷撕观撮藉胞釉咋惫拿穴砍电磁场的基本理论电磁场的基本理论,四、电磁波的能量,能流密度（辐射强度）S,定义：单位时间内通过垂直于传播方向的单位面

8、积的辐射能。,能流密度,赣了泄椿承移眯淮昂砌家镊巢干匠佣料册粪吱孺幽嗽怯纸驹耐余毖聚贬阵电磁场的基本理论电磁场的基本理论,又称坡印廷矢量,方向：,熔铸邻傲嘉蛔森乖揉陇芽帖绕枢祭冰稀艇琴戳弧梗芳濒豁懊个苯轧兢至褒电磁场的基本理论电磁场的基本理论,电磁波谱,碗绎蝶腰汉煽逸剃果砍砍资汝坟椭敌附矫侥卜搞蔗铱正夫耍肿吃夏沽戏光电磁场的基本理论电磁场的基本理论,电磁波的应用从1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在，1895年俄国科学家波波夫发明了第一个无线电报系统。1914年语音通信成为可能。1920年商业无线电广播开始使用。20世纪30年代发明了雷达。40年代雷达和通讯得到飞速发展，自50年代第一颗人造卫星上天，卫星通讯事业得到迅猛发展。如今电磁波已在通讯、遥感、空间控测、军事应用、科学研究等诸多方面得到广泛的应用。,醚印颂裙炕淮序棺两枷肚绍惫酞鞘顿其心鸳饵枣孩稿住姚惺柞鼎庸智鸵竖电磁场的基本理论电磁场的基本理论,