电磁场第二章.ppt
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1、电磁场第二章现在学习的是第1页,共38页2-1 电流与电流密度电流电流密度 电流密度与电流强度关系功率密度局外力与电动势现在学习的是第2页,共38页1.电流 自由电荷的定向运动形成电流,其方向规定为正电荷移动的方向为电流方向。定义:(某一截面)现在学习的是第3页,共38页2.电流密度 以体密度分布的电荷,按速度作匀速运动时,形成体电流。密度向量:,同理可定义面密度 ,线密度 元电流段有下列四种形式:,单位为安培米()现在学习的是第4页,共38页电流与电流密度两者关系:现在学习的是第5页,共38页3.电流强度与电流密度的关系在各向同性的导电媒质中:,r 电导率 或者 ,电阻率 上两式称为微分形式
2、的欧姆定律。现在学习的是第6页,共38页4.功率密度 如果要在导体内维持一恒定电流,必须持续地对电荷提供能量,这些能量最终都转化为热。设单位体积内N个价电子,平均速度为v,则 ,导体中存在电场 ,每一个电子所受电场的作用力是 ,在 内,电场 对每一电子所作用的功是:。现在学习的是第7页,共38页移动单位体积dv内所有的电子所作功:;得到功率密度:;焦耳定律的微分形式:现在学习的是第8页,共38页5.局外力与电动势 要在导电媒质中得到一恒电流,必须在其中维持一恒定电场,要在导体内维持一恒定电场,必须依靠外源,也就是必须使导体与电源相联结。局外力 :把电源中能将正负电荷分离开来的力。现在学习的是第
3、9页,共38页局外电场 :作用于单位正电荷上的局外力 设想为一等效电场,其方向由电源负极指向正极。电动势 :现在学习的是第10页,共38页 在电源内部的电场为 ,在电源外部只有库伦电场 。结论:导体中有电流必然有能量损耗,要维持由恒定电场引起的恒定电流,必须依靠电源提供能量。现在学习的是第11页,共38页6.总结 在恒定电场中,导体表面的电介质或空气中电场强度 的切线分量,较其法线分量小的很多,可以忽略不计,导体表面上的边界条件可以认为与静电场中的相同,可以应用相应的静电场问题的解答。现在学习的是第12页,共38页2-2导电媒质中恒定电场的基本方程 1.由电荷守恒定律:电流连续性方程(积分形式
4、)的一般形式。恒定电场中,E恒定,则 不变,传导电流连续性方程。现在学习的是第13页,共38页2.电场强度向量的环路积分:即 。电源内部:。现在学习的是第14页,共38页3.电源外恒定电场的基本方程 积分形式:。微分形式:4.很多恒定电场问题求解可归结为拉普拉斯方程的求解。现在学习的是第15页,共38页2-3 分界面的边界条件 1.设分界面上局外场强 ,即无电源存在。由 ,得到:。由 ,得到:。在各向同性媒质中,和 方向一致。现在学习的是第16页,共38页得到:(折射定律)电流由良导体进入不良导体内,实际上是与良导体表面垂直的。2.在被理想介质包围的载流导体表面,会出现恒定电荷。现在学习的是第
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