文档介绍：第一章麦克斯伟方程
图1-1 电荷三种密度的示意图
——电荷的流动(或场的变化)
电流定义:电荷的宏观定向运动
电流方向:正电荷宏观运动方向
静电的产生与电荷的关系?飞机特制接地轮胎,油罐车接地铁链
(1-1-5)
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第一章麦克斯伟方程
电流的分类:
①传导电流:在电导率为的导电媒质中,如果存在电场作用,自由电子将发生定向运动形成电流,这种电流称为传导电流。
(1-1-11)
电导率的单位是电阻率单位( m)的倒数,叫做每米西门子,通常用符号记做(S/m)。
②运流电流:气态媒质、真空器件中的电流,不遵从欧姆定律和焦耳定律。在气体或真空中,在电场的作用下自由电荷将发生定向运动形成电流,这种电流称为运流电流。它由自由电荷密度和电荷的平均运动速度来确定。(真空电子管中由阴极发射到阳极的电子流)
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(1-1-11)
电导率的单位是电阻率单位( m)的倒数,叫做每米西门子,通常用符号记做(S/m)。
②运流电流:气态媒质、真空器件中的电流,不遵从欧姆定律和焦耳定律。在气体或真空中,在电场的作用下自由电荷将发生定向运动形成电流,这种电流称为运流电流。它由自由电荷密度和电荷的平均运动速度来确定。(真空电子管中由阴极发射到阳极的电子流)
(1-1-11)
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1867年德国的韦纳·西门子发现用电磁铁代替永久磁铁,同样可以发电。西门子兄弟四人都是出色的发明家。韦纳在柏林被称为“柏林的西门子”,而威廉在英国被称为“伦敦的西门子”,弗里德里希是“德累斯顿的西门子”,而小弟卡则是“俄罗斯的西门子”。
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电流密度矢量: 趋肤效应
第一章麦克斯伟方程
①体电流密度矢量:
②表面电流密度矢量:
③位移电流:是为说明变化的电场能产生磁场而引入的。
电容的隔直流通交流特性
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(1-1-7)
(1-1-8)
两种电流密度的关系:
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第一章麦克斯伟方程
特别注意:
体电流密度是垂直通过单位横截面的电流,因此它的单位是每平方米安培(A/m2),而不是每立方米安培(A/m3);在一个厚度可以忽略的薄层内所形成的电流称为表面电流,表面电流密度矢量单位是每米安培(A/m),而不是每平方米安培(A/m2)。
图1-2(体)电流密度矢量模型
图1-3 表面电流模型
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位移电流与传导电流两者相比,唯一共同点仅在于都可以在空间激发磁场,但二者本质是不同的: (1)位移电流的本质是变化着的电场,而传导电流则是自由电荷的定向运动;
(2)传导电流在通过导体时会产生焦耳热,而位移电流则不会产生焦耳热;
(3)位移电流也即变化着的电场可以存在于真空、导体、电介质中,而传导电流只能存在于导体中。
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第一章麦克斯伟方程
——反映电荷与电流的关系(重要)
根据电荷守恒定律,有
这是电流连续性方程的积分形式
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二、场和场量
如果某个物理量是空间位置的函数,这个空间就确定了该物理量的一个场;如果空间位置的函数是矢量,相应的场就是矢量场;如果空间位置的函数是标量,相应的场就是标量场。例如电场是矢量场,电位是标量场。
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第一章麦克斯伟方程
库仑定律:
由此可得静电场电场强度矢量(单位正电荷受的电场力)
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真空的介电常数
电偶极子:由两个相距很近的等值异号点电荷组成。由电偶极矩表示其方向与大小,定义为( 的方向为指向):
()
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E在电介质中的变化
介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介电常数,又称诱电率. 如果有高介电常数的材料放在电场中,场的强度会在电介质内有可观的下降。
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