電磁場(chǎng)的四個(gè)基本量PPT課件

1、需要明確的幾點(diǎn)需要明確的幾點(diǎn)描述電磁場(chǎng)基本量有四個(gè)：電場(chǎng)強(qiáng)度，電通密度矢量，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)強(qiáng)度。 Maxwell方程是揭示宏觀電磁場(chǎng)規(guī)律的基本方程。對(duì)于電磁場(chǎng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)過程：始于對(duì)電磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，對(duì)于電磁相互作用規(guī)律的實(shí)驗(yàn)總結(jié)，進(jìn)而確立電磁場(chǎng)的概念，建立電磁場(chǎng)變化滿足的方程。電子和通信工程專業(yè)應(yīng)側(cè)重于時(shí)變電磁場(chǎng)的學(xué)習(xí)。第1頁(yè)/共77頁(yè)1.1電磁場(chǎng)的四個(gè)基本量電磁場(chǎng)的四個(gè)基本量一、電場(chǎng)強(qiáng)度二、用場(chǎng)的方法分析電場(chǎng)三、介質(zhì)極化與電通密度矢量四、磁場(chǎng)與磁通密度矢量五、用場(chǎng)的方法分析磁場(chǎng)六、介質(zhì)磁化與磁場(chǎng)強(qiáng)度第2頁(yè)/共77頁(yè)本節(jié)提示本節(jié)提示 從電磁現(xiàn)象和電磁相互作用（力）開始認(rèn)識(shí)電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)的描述和

2、電磁相互作用密切相關(guān)。 從場(chǎng)的角度分析電磁場(chǎng)。 本節(jié)除介紹四個(gè)基本量以外，同時(shí)介紹其它一些輔助量。第3頁(yè)/共77頁(yè)一、一、電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度 我們是通過電荷之間的相互作用認(rèn)識(shí)到電場(chǎng)的存在的。庫(kù)侖定律是闡述兩個(gè)電荷相互作用的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。我們從庫(kù)侖定律說起，介紹電場(chǎng)強(qiáng)度的定義。 第4頁(yè)/共77頁(yè)1.11.1庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律 庫(kù)侖定律（Couloms Law）是靜電現(xiàn)象的基本實(shí)驗(yàn)定律， 它表明固定在真空中相距為r的兩點(diǎn)電荷q1與q2之間的作用力：正比于它們的電荷量的乘積；反比于它們之間距離的平方；作用力的方向沿兩者間的連線；兩點(diǎn)電荷同性為斥力，異性為吸力表達(dá)式為: 121212212300,.44rq

3、qq qFar Frr第5頁(yè)/共77頁(yè)Qqqq第6頁(yè)/共77頁(yè)庫(kù)侖力的特點(diǎn)庫(kù)侖力的特點(diǎn) 庫(kù)侖力大小與相對(duì)距離有關(guān)系（平方反比）； 庫(kù)侖力大小與電荷電量有關(guān)系（成正比）； 庫(kù)侖力作用方向在電荷連線上且和兩電荷屬性有關(guān)。 庫(kù)侖力具有非接觸的分布特性。庫(kù)侖力具有非接觸的分布特性。第7頁(yè)/共77頁(yè)1.2 1.2 理論解釋和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義理論解釋和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義 根據(jù)庫(kù)侖力的特點(diǎn)，q受到電荷Q的相互作用的物理本質(zhì)解釋為：Q激發(fā)一種稱為靜電場(chǎng)的物質(zhì)，靜電場(chǎng)對(duì)q產(chǎn)生力的作用。 30,4QFqE rE rrr第8頁(yè)/共77頁(yè)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度 電場(chǎng)強(qiáng)度（Electric Field Intensity）定義為電

4、場(chǎng)分布區(qū)域中單位正電荷所受到的電場(chǎng)力。 電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量，和受力電荷大小和屬性是沒有關(guān)系的，所以它是一個(gè)描述電場(chǎng)的量。 電場(chǎng)強(qiáng)度單位是伏特每米，也等于牛頓每庫(kù)侖。 靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式可由庫(kù)侖定律導(dǎo)出。 真空中的介電常數(shù)。 304QE rrr901F10m36第9頁(yè)/共77頁(yè)場(chǎng)點(diǎn)和源點(diǎn)場(chǎng)點(diǎn)和源點(diǎn) 304QE rRR第10頁(yè)/共77頁(yè)1.3 1.3 離散分布電荷體系靜電場(chǎng)離散分布電荷體系靜電場(chǎng) 根據(jù)場(chǎng)的疊加原理，當(dāng)空間中同時(shí)有多個(gè)點(diǎn)電荷時(shí)，場(chǎng)點(diǎn)的電場(chǎng)等于點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和， 即 311014NNiiiiiirrE rE rqrr第11頁(yè)/共77頁(yè)電偶極子的電場(chǎng)表達(dá)式電偶極

5、子的電場(chǎng)表達(dá)式ZPqdxOyr2rr153013,4p rpErpqdrr 電偶極子(Electric Dipole)是指相距很近的兩個(gè)等值異號(hào)的電荷。是一種特殊的電荷分布體系。電偶極矩矢量(Dipole Moment Vector)p的大小為p=qd， 方向由負(fù)電荷指向正電荷。第12頁(yè)/共77頁(yè) 21330212221222222122240.25cos0.25coscoscosqrrE rrrrrddrrrddrrrdrrrdr 3/2335213/23352200,01113cos2cos1113cos2cosfxffx when xrdrrrrdrrdrrrrdr第13頁(yè)/共77頁(yè)1.

6、4 1.4 連續(xù)分布電荷體系連續(xù)分布電荷體系電荷分布 點(diǎn)電荷模型是假設(shè)電量集中在一個(gè)點(diǎn)上， 從宏觀的角度講， 電荷是連續(xù)的分布在一段線上、 一個(gè)面上或一個(gè)體積內(nèi)的。電荷分布描述電荷密度體密度、面密度和線密度P(r)rrRVVd O第14頁(yè)/共77頁(yè)電荷密度電荷密度 體電荷密度（Charge Volume Density）：如果電荷分布在一個(gè)體積空間內(nèi)，定義體電荷密度為單位體積內(nèi)的電荷。 面電荷密度（Charge Area Density）：當(dāng)電荷分布在一個(gè)表面上時(shí)， 定義面電荷密度為單位面積上的電荷。 線電荷密度（Charge Line Density）： 當(dāng)電荷分布在一細(xì)線（其橫向尺寸與長(zhǎng)度

7、的比值很?。┥蠒r(shí)， 定義線電荷密度為單位長(zhǎng)度上的電荷。第15頁(yè)/共77頁(yè)0limellql 0limeSSqS 0limeVVqV eldqdleSdqdSeVdqdV點(diǎn)電荷第16頁(yè)/共77頁(yè)連續(xù)分布電荷體系的電場(chǎng)連續(xù)分布電荷體系的電場(chǎng) 可以把連續(xù)分布的區(qū)域分割為無限各微小微元（體元、面元和線元），把每一個(gè)微元看成點(diǎn)電荷，則連續(xù)分布體系等效為無限個(gè)點(diǎn)電荷組成的離散分布體系，連續(xù)分布電荷體系的電場(chǎng)也可以用離散點(diǎn)電荷體系的公式求解，所不同的就是積分代替了求和。第17頁(yè)/共77頁(yè)連續(xù)分布電荷體系的電場(chǎng)積分公式連續(xù)分布電荷體系的電場(chǎng)積分公式 301( )4SSrE rRdSR 301( )4llrE

8、rRdlR 301( )4eVVrE rRdVR第18頁(yè)/共77頁(yè)【例1-1】 有限長(zhǎng)直線l上均勻分布著線密度為 l的線電荷, 如圖1-2所示， 求線外一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。 圖1- 2 有限長(zhǎng)直線電荷的電場(chǎng) 第19頁(yè)/共77頁(yè) 301( )4llrE rRdlR,rzzrzrraza rz a Rrrrazz a 22,elRrzzdldzc 223/23/22222002244llllrzllzz dzrdzE raarzzrzz ,0rrzzE rE aE aE aE2cos ,sin,sinrzzRRrzzrctgdzd第20頁(yè)/共77頁(yè)21 12 00sin(coscos)44llrEdr

9、r 21 21 0 00cos(sinsin)44llzEdrr 外部空間場(chǎng)分布也是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。對(duì)于無限長(zhǎng)的均勻帶電直導(dǎo)線，只有沿r方向的電場(chǎng)。第21頁(yè)/共77頁(yè)【例1-2】一均勻帶電無限大平面，電荷面密度 （庫(kù)每米平方），求平面前距離為 的 點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度。 圖1- 3 無限大均勻帶電平面電場(chǎng) RP第22頁(yè)/共77頁(yè)二、二、用場(chǎng)的方法分析電場(chǎng)用場(chǎng)的方法分析電場(chǎng) 已知電場(chǎng)分布，分析其通量、散度、環(huán)量和旋度。2.1 高斯定律2.2 靜電場(chǎng)的散度2.3 靜電場(chǎng)的環(huán)量和旋度2.4 電勢(shì)函數(shù) 第23頁(yè)/共77頁(yè)2.1 2.1 高斯定律高斯定律點(diǎn)電荷通過以電荷為中心球面的通量包含點(diǎn)電荷的任意曲面3000

10、44SSSqrrqqE dSdSdrr 300044SSSqrE dSdSrqqd 第24頁(yè)/共77頁(yè)不包含點(diǎn)電荷任意曲面的通量一般情況 靜電場(chǎng)條件下，靜電場(chǎng)通過某一閉合曲面的通量等于曲面內(nèi)電荷的總量與介電常數(shù)的比值。這也是所謂的高斯定律。3004SSqrrE dSdSrr 10011NinSiVE dSqidV第25頁(yè)/共77頁(yè)高斯定律的討論高斯定律的討論 高斯定律與庫(kù)侖定律有本質(zhì)上的一致性，高斯定律可由庫(kù)侖定律導(dǎo)出。但高斯定律本身是標(biāo)量方程，是用場(chǎng)的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來表述電場(chǎng)。 高斯定律容易推廣到時(shí)變形式。 應(yīng)用高斯定律可以使求解場(chǎng)的問題變得簡(jiǎn)單，但這是有條件的，即場(chǎng)的分布要具有某種對(duì)稱性。 第2

11、6頁(yè)/共77頁(yè)2.2 2.2 靜電場(chǎng)的散度靜電場(chǎng)的散度 不考慮介電常數(shù)，靜電場(chǎng)的散度等于電荷空間分布密度。說明電荷是靜電場(chǎng)的標(biāo)量性源（發(fā)散性源）。001,SVSVE dSdVE dSEdVE第27頁(yè)/共77頁(yè)2.3 2.3 靜電場(chǎng)的環(huán)量和旋度靜電場(chǎng)的環(huán)量和旋度靜電場(chǎng)是無旋場(chǎng)。3000114414VVVrrdVEdVrrrrdVrr 0,0LSE dlEdsE 第28頁(yè)/共77頁(yè)無旋場(chǎng)的意義無旋場(chǎng)的意義 靜電場(chǎng)的環(huán)量表示單位點(diǎn)電荷沿環(huán)路運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)力所做的功。 電荷沿環(huán)路運(yùn)動(dòng)從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)回到這一點(diǎn)時(shí)，靜電場(chǎng)不做功。 電荷在兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做功只于起始位置有關(guān)，與具體的路徑無關(guān)。 無旋場(chǎng)是保守力場(chǎng)

12、。第29頁(yè)/共77頁(yè)2.4 2.4 電勢(shì)函數(shù)電勢(shì)函數(shù) 靜電場(chǎng)是無旋場(chǎng)，可以用一個(gè)標(biāo)量場(chǎng)來描述靜電場(chǎng)。這個(gè)標(biāo)量函數(shù)稱為電勢(shì)函數(shù)。E ,BBBABAAAE dlE dl 第30頁(yè)/共77頁(yè)點(diǎn)電荷的勢(shì)函數(shù)點(diǎn)電荷的勢(shì)函數(shù) 靜電場(chǎng)是無旋場(chǎng)，可以用一個(gè)標(biāo)量場(chǎng)來描述靜電場(chǎng)。這個(gè)標(biāo)量函數(shù)稱為電勢(shì)函數(shù)。30011144rErr 00030001111444rrrrdrrrr第31頁(yè)/共77頁(yè)電偶極子的電勢(shì)函數(shù)電偶極子的電勢(shì)函數(shù) 304p rrr 212101204114rrrrqrrqZPqdxOyr2rr1第32頁(yè)/共77頁(yè)1/221/2221/221/221212211 22cos1cos422cos1co

13、s421cos,1cos22cos ,ddrrrrdddrrrrdddrrrrrrdrrr第33頁(yè)/共77頁(yè)其它電荷分布體系的電勢(shì)函數(shù)其它電荷分布體系的電勢(shì)函數(shù)離散分布電荷體系體電荷面電荷線電荷 10114Niirrr 014elLr dlrrr 014eVVr dvrrr 014eSSr dsrrr第34頁(yè)/共77頁(yè)三、三、介質(zhì)極化與電通密度矢量介質(zhì)極化與電通密度矢量 前面我們討論的問題中，在空間中除了電荷以外別無它物。事實(shí)上，和我們密切的電磁問題中，介質(zhì)總是存在的。討論介質(zhì)中的電場(chǎng)問題。3.1 高斯定律解釋3.2 介質(zhì)的極化3.3 電位移矢量 第35頁(yè)/共77頁(yè)3.1 3.1 高斯定律的解

14、釋高斯定律的解釋 整體考慮電場(chǎng)乘以介電常數(shù)，其通量等于電荷，有通量密度的意義。在真空中這只是一種新的表述和電場(chǎng)比沒有本質(zhì)的區(qū)別，而在介質(zhì)中作為整體的定義會(huì)有新的重要的意義。001SVSVE dSdVE dSdVQ第36頁(yè)/共77頁(yè)3.23.2介質(zhì)極化介質(zhì)極化 介質(zhì)是帶電的系統(tǒng)，所謂物質(zhì)的電本性。只是在無外場(chǎng)的作用下，系統(tǒng)處于一種電平衡的狀態(tài)，不存在宏觀上意義的電場(chǎng)。在外電場(chǎng)的作用會(huì)改變介質(zhì)的電荷分布狀態(tài)，介質(zhì)會(huì)發(fā)生極化，在介質(zhì)中產(chǎn)生束縛電荷，束縛指的是正負(fù)的電量相等，相互制約，可以用電偶極子模型描述。介質(zhì)的極化用極化強(qiáng)度來描述，極化強(qiáng)度定義為單位體積的介質(zhì)中電偶極矩的矢量和。外電場(chǎng)在激發(fā)束縛電

15、荷同時(shí)也被束縛電荷激發(fā)場(chǎng)所改變。第37頁(yè)/共77頁(yè)00lim,ieVpPEV 總電場(chǎng)，外場(chǎng)和束縛電荷產(chǎn)生束縛電場(chǎng)之和。電極化率和介質(zhì)的電磁特性有關(guān)，可以實(shí)驗(yàn)測(cè)定。Ee第38頁(yè)/共77頁(yè)理想介質(zhì)的極化理想介質(zhì)的極化 理想的電介質(zhì)（Ideal Dielectric）內(nèi)部沒有自由電子，它的所有帶電粒子受很強(qiáng)的內(nèi)部約束力束縛著，因此稱為束縛電荷(Bound Charge)。 電介質(zhì)的分子可以分成無極分子和有極分子兩大類。在無外電場(chǎng)的作用下，無極分子正負(fù)電荷中心重合，有極分子空間排序雜亂無章，等效電偶極矩為零，對(duì)外不呈現(xiàn)電性。 在外電場(chǎng)的作用下，無極分子有極化，有極分子沿外電場(chǎng)有序排列，介質(zhì)中等效電偶極

16、矩不為零。第39頁(yè)/共77頁(yè)無極分子有極分子第40頁(yè)/共77頁(yè)極化介質(zhì)束縛電荷的電勢(shì)極化介質(zhì)束縛電荷的電勢(shì)30( )( )4P r dVrrdrrr301( ) ()( )4VP rrrrdVrr 00001( )1( )4|4|1( )1( )4|4|VVSVP rP rrdVdVrrrrP rnP rdSdVrrrr 第41頁(yè)/共77頁(yè)束縛電荷和極化強(qiáng)度矢量束縛電荷和極化強(qiáng)度矢量,ePePPn P pSQP ds 0freeboundSVVE dSdVdV000freeSVfreeSVSfreeSVE dSP dVE dSdVP dSEPdSdV第42頁(yè)/共77頁(yè)3.3 電位移矢量電位移矢

17、量0freeSVE dSdVfreeSVD dSdV0001erDEPEE D 稱此矢量為電通密度矢量，或電位移矢量，或電感應(yīng)強(qiáng)度矢量。該矢量的引入主要是描述介質(zhì)中的電場(chǎng)，合理回避了束縛電荷和電場(chǎng)的關(guān)聯(lián)。第43頁(yè)/共77頁(yè)四、四、磁場(chǎng)與磁通密度矢量磁場(chǎng)與磁通密度矢量 前面三小節(jié)中，我們討論電場(chǎng)，完全可以用和電場(chǎng)相類比的方法分析磁場(chǎng)。4.1 磁場(chǎng)力4.2 磁通密度矢量4.3 電流空間分布和電流磁場(chǎng)4.4 電荷守恒定律 第44頁(yè)/共77頁(yè)4.14.1磁場(chǎng)力磁場(chǎng)力 磁鐵之間，電流環(huán)路和磁鐵之間，電流環(huán)路之間存在力的作用，這種力被稱為磁場(chǎng)力。 運(yùn)動(dòng)電荷形成電流，兩個(gè)靜止電荷之間作用力不同于兩個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷

18、之間的作用力。 磁鐵的磁性本質(zhì)上可以用分子電流解釋。 電流之間存在力的作用，這種力就是磁場(chǎng)力。第45頁(yè)/共77頁(yè)安培力定律安培力定律Amperes Force Law 設(shè)真空中有兩個(gè)載有線電流的回路C1和C2， 則電流回路C1對(duì)C2的作用力可以表示為： 2102211123()4CCI dlI dlRFR 第46頁(yè)/共77頁(yè)C1C2I1I2Rdl1r1r2dl2O兩電流回路間的相互作用力 第47頁(yè)/共77頁(yè)4.2 4.2 磁通密度矢量磁通密度矢量 用場(chǎng)的觀點(diǎn)來解釋， 可以認(rèn)為電流回路之間的相互作用力是通過磁場(chǎng)來傳遞的。 畢奧薩伐爾定律（Biot Savarts Law），它表示載有恒定電流的環(huán)

19、路在場(chǎng)點(diǎn)所產(chǎn)生的磁通密度。 21011122224CCI dlRFI dlR 024CI dlRB rRFqvB第48頁(yè)/共77頁(yè)磁通密度矢量意義磁通密度矢量意義 用場(chǎng)的觀點(diǎn)來解釋， 可以認(rèn)為電流回路之間的相互作用力是通過磁場(chǎng)來傳遞的。 畢奧薩伐爾定律（Biot Savarts Law），它表示載有恒定電流的環(huán)路在場(chǎng)點(diǎn)所產(chǎn)生的磁通密度。 21011122224CCI dlRFI dlR 024CI dlRB rRFqvB第49頁(yè)/共77頁(yè)4.34.3電流空間分布和電流磁場(chǎng)電流空間分布和電流磁場(chǎng)電流密度矢量(Current Density Vector) 設(shè)空間分布的電荷在外力作用下作定向運(yùn)動(dòng)，

20、 則該體積空間中就存在電流。 我們?nèi)稳∫粋€(gè)面積S， 如果在t時(shí)間內(nèi)穿過S的電量為q， 則電流的大小定義為 設(shè)在垂直于電荷流動(dòng)的方向上取一面積元S， 若流過S的電流為I， 則定義矢量 J的大小為 0limSIJnS 0limtqdqItdt 第50頁(yè)/共77頁(yè) 電流密度矢量描述電流在體積空間中流動(dòng)的情況， 一般稱之為體電流密度。 電荷流動(dòng)的空間是一個(gè)電流密度矢量場(chǎng)，電流密度與電流強(qiáng)度的關(guān)系是一個(gè)矢量場(chǎng)與其通量的關(guān)系。 體電流密度的大小正比于體電荷密度與其運(yùn)動(dòng)速度的乘積， 電流密度的方向就是電荷運(yùn)動(dòng)的方向。 當(dāng)電荷只在一個(gè)曲面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以引入面電流密度概念，而當(dāng)電荷沿固定的電路運(yùn)動(dòng)時(shí)，則可引入線

21、電流密度概念。其實(shí)線電流密度大小就是電流強(qiáng)度，電路已知方向就確定，所以電路中用標(biāo)量描述電荷運(yùn)動(dòng)。第51頁(yè)/共77頁(yè)eSelelJvJvJvSSLlIJ dSIJndlIJ第52頁(yè)/共77頁(yè)電流的磁場(chǎng)電流的磁場(chǎng)0303( )( )4( )( )4VSSJ rRB rdVRJrRB rdSR 第53頁(yè)/共77頁(yè)4.4 4.4 電荷守恒定律電荷守恒定律 自然界中存在兩種電荷，一種是正電荷，一種是負(fù)電荷，電荷的總量保持不變。 可以“憑空”產(chǎn)生一對(duì)等電量的正電荷和負(fù)電荷，但不能產(chǎn)生一個(gè)正電荷或負(fù)電荷。 從任意閉合面流出的電流應(yīng)等于由閉合曲面所包圍的體積中單位時(shí)間內(nèi)電荷減少的數(shù)量。由此可以導(dǎo)出電荷守恒定律

22、的數(shù)學(xué)表示。第54頁(yè)/共77頁(yè)電流連續(xù)性方程電流連續(xù)性方程(Equation of Current Continuity)()000VSVVVVdJ dSdVdtJdVtJtJ 積分形式微分形式穩(wěn)恒電流第55頁(yè)/共77頁(yè)穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流00SJIJ dS第56頁(yè)/共77頁(yè)五、用場(chǎng)的方法分析磁場(chǎng)五、用場(chǎng)的方法分析磁場(chǎng) 5.1 磁場(chǎng)通量、磁通連續(xù)性原理5.2 矢量磁位 5.3 磁場(chǎng)環(huán)量和旋度 第57頁(yè)/共77頁(yè)5.15.1磁場(chǎng)通量、磁通連續(xù)性原理磁場(chǎng)通量、磁通連續(xù)性原理30011( )( )4( )( )4VVRRRB rJ rdVRJ rB rdVR 0,0SBB dS 由恒定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過

23、任何閉合曲面的通量等于零，該場(chǎng)是無散場(chǎng)或連續(xù)的場(chǎng)。 第58頁(yè)/共77頁(yè)5.2 5.2 矢量磁位矢量磁位000( )4( )44VSSSJ rAdVRJrAdSRIdlARBA 根據(jù)磁場(chǎng)散度為零的特性可以引入磁矢位(Magnetic Vector Potential)描述磁場(chǎng)。第59頁(yè)/共77頁(yè)矢量磁位意義矢量磁位意義LSSA dlAdSB dS從矢量方向角度分析矢勢(shì)與電流關(guān)系與磁場(chǎng)與電流的關(guān)系簡(jiǎn)單。矢勢(shì)通過某一環(huán)路的環(huán)量等于磁場(chǎng)的通量。第60頁(yè)/共77頁(yè)小電流圓環(huán)（磁偶極子）的磁場(chǎng)小電流圓環(huán)（磁偶極子）的磁場(chǎng)20020022cos,4sinsin44IaAdRI amArr 203053,43

24、4m rrA rmI a nrm rmB rrrr 第61頁(yè)/共77頁(yè)2001/22221/2220022cos,42(2)1111sincos,sinsin44IaAdraRar rRrar rrrraraRrrI amArr 第62頁(yè)/共77頁(yè)5.3 5.3 磁場(chǎng)的環(huán)量、旋度磁場(chǎng)的環(huán)量、旋度003300()4404CCCCIdlRIRB dldldldlRRIB dldI 000,inLSiB dlIiJ dSBJ安培環(huán)路定律(Amperes Circuital Law)簡(jiǎn)稱為安培定律， 它闡明磁場(chǎng)任一閉合路徑的線積分等于閉合路徑所包圍的電流乘以一個(gè)常數(shù)。 第63頁(yè)/共77頁(yè)第64頁(yè)/共7

25、7頁(yè) 磁場(chǎng)環(huán)量和旋度一般不為零，說明磁場(chǎng)是有旋場(chǎng)。 電流是激化磁場(chǎng)的矢量性源。 利用安培環(huán)路定律可以直接求具有對(duì)稱分布電流體系的磁場(chǎng)分布。0,LH dlI BH第65頁(yè)/共77頁(yè)【例1-5】半徑為 的無限長(zhǎng)圓截面導(dǎo)線，流有在截面上均勻分布的恒定電流 ，求線內(nèi)（ ）、外（ ）空間磁場(chǎng)的分布。0Rr00R0rH02 RI0RI0 H rHr a220 ,2,lIrinRH dlrHI out第66頁(yè)/共77頁(yè) 【例1-6】如圖所示為同軸線的截面圖，內(nèi)導(dǎo)體半徑為 ，外導(dǎo)體的內(nèi)、外半徑分別為 、 ，同軸線中流過恒定電流 ，求同軸線內(nèi)外各層空間中的磁場(chǎng)強(qiáng)度。I0R1R1R2R00R1R2RrH02 RI12 RI第67頁(yè)/共77頁(yè)六、介質(zhì)磁化、磁場(chǎng)強(qiáng)度六、介質(zhì)磁化、磁場(chǎng)強(qiáng)度 6.1 介質(zhì)磁化6.2 磁場(chǎng)強(qiáng)度引入 第68頁(yè)/共77頁(yè)6.1