文档介绍：第五章恒定电流的电场和磁场
恒定电流的电场()
磁感应强度
恒定磁场的基本方程
矢量磁位()
磁偶极子
磁介质中的场方程
恒定磁场的边界条件()
标量磁位
互感和自感()
磁场能量
磁场力
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恒定电流的电场
电流密度
电流密度
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设通过ΔS的电流为ΔI,则该点处的电流密度 J为
电流密度的单位是安培/米3(A/m3)。导体内每一点都有一个电流密度,因而构成一个矢量场。称这一矢量场为电流场。电流场的矢量线叫做电流线。
可以从电流密度J求出流过任意面积S的电流强度。一般情况下,电流密度J和面积元dS的方向并不相同。此时,通过面积S的电流就等于电流密度J在S上的通量,即
面电流密度
电荷守恒定律
要使积分对任意的体积V均成立,必须使被积函数为零,即
欧姆定律的微分形式
材料
电导率σ/(S/m)
铁(%)
107
黄铜
×107
铝
×107
金
×107
铅
×107
铜
×107
银
×10
硅
×10-3
表 5-1 常用材料的电导率
电动势
焦耳定律
当导体两端的电压为U,流过的电流为I时,则在单位时间内电场力对电荷所作的功,即功率是
在导体中,沿电流线方向取一长度为Δl、截面为ΔS的体积元,该体积元内消耗的功率为
当ΔV→0,取ΔP/ΔV的极限,就得出导体内任一点的热功率密度,表示为
或
此式就是焦耳定律的微分形式。
应该指出,焦耳定律不适应于运流电流。因为对于运流电流而言,电场力对电荷所作的功转变为电荷的动能,而不是转变为电荷与晶格碰撞的热能。
恒定电流场的基本方程
电源外部导体中恒定电场的基本方程归纳如下:
与其相应的积分形式为