電磁場(chǎng)的基本物理量與定律.ppt

第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 姜宇 哈爾濱工程大學(xué)信息與通信工程學(xué)院電子科學(xué)技術(shù)研究所 本章內(nèi)容安排2 1電場(chǎng)基本規(guī)律2 2磁場(chǎng)基本定律 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 2 1電場(chǎng)基本規(guī)律2 1 1電荷與電荷分布分布電荷 1 體電荷從工程和宏觀電磁學(xué)的觀點(diǎn)看 大量的帶電粒子密集地出現(xiàn)在某空間體積內(nèi) 可以假定電荷以連續(xù)分布的形式充滿該體積 即以電荷連續(xù)分布的概念來代替其分離特性 體積電荷密度定義為 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 2 1 2庫侖定律與電場(chǎng)強(qiáng)度庫侖定律內(nèi)容 真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間作用力的大小與它們電量的乘積成正比 而與其距離的平方成反比 力的方向沿著它們間的連線 庫侖定律表達(dá)式 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 庫侖定律 電場(chǎng)強(qiáng)度 單位試驗(yàn)正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)處所受到的作用力 即為該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度或者 根據(jù)庫侖定律 則點(diǎn)電荷q在其周圍空間任意一點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 2 1 3電位為了簡(jiǎn)化電場(chǎng)強(qiáng)度作為矢量而帶來的復(fù)雜計(jì)算 定義一個(gè)標(biāo)量函數(shù) 電位來描述靜電場(chǎng) 代表靜電場(chǎng)內(nèi)單位正電荷由P點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)外力所做的功 它稱為點(diǎn)Q與P之間的電位差或者電壓 表示為 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 2 1 4靜電場(chǎng)高斯定理以及電位移矢量靜電場(chǎng)高斯定理 1 積分形式 2 微分形式靜電場(chǎng)環(huán)路定理 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 1 積分形式 2 微分形式 2 2磁場(chǎng)基本定律2 2 1電流與電流密度電流 導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在電場(chǎng)的作用下 沿著與電場(chǎng)方向相反的方向作定向運(yùn)動(dòng) 這樣就形成了電流 1 傳導(dǎo)電流導(dǎo)體中的自由電子或者半導(dǎo)體中的自由電荷作定向運(yùn)動(dòng)所形成的電流 2 運(yùn)流電流真空或者氣體中帶電粒子運(yùn)動(dòng)所形成的電流 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 電流密度矢量 描述電荷在空間各點(diǎn)處流動(dòng)的狀態(tài) 1 體電流密度矢量 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 體電流密度 2 面電流密度矢量 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 面電流密度 2 2 2歐姆定律歐姆定律內(nèi)容 對(duì)于線性各向同性的導(dǎo)體 任意一點(diǎn)的電流密度與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度成正比 且比例因?yàn)闉樵搶?dǎo)體的電導(dǎo)率 歐姆定律表達(dá)式 1 微分形式 2 積分形式 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 2 2 4電流連續(xù)性方程基礎(chǔ) 電荷守恒定律 1 電流連續(xù)性方程的積分形式 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 2 電流連續(xù)性方程的微分形式2 2 5安培力定律與磁感應(yīng)強(qiáng)度安培定律內(nèi)容 關(guān)于電流之間的作用力 安培定律表達(dá)式 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 第二章電磁場(chǎng)的基本物理量與定律 安培定律 2 2 6恒定磁場(chǎng)基本方程 磁通連續(xù)性定理與安培環(huán)路定律磁通連續(xù)性定理 1 積分形式 磁場(chǎng)高斯定律的積分形式 2 微分形式 磁場(chǎng)高斯