文档介绍：Time-Varying ic Field
第四章时变电磁场
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电磁感应定律和全电流定律
正弦电磁场
序
电磁辐射
电磁场基本方程、分界面上的衔接条件
动态位及其积分解
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坡印廷定理和坡印廷矢量
序
Introduction
在时变场中,电场与磁场都是时间和空间坐标的函数;变化的磁场会产生电场,变化的电场会产生磁场,电场与磁场相互依存构成统一的电磁场。
英国科学家麦克斯韦将静态场、恒定场、时变
场的电磁基本特性用统一的麦克斯韦方程组高度概
括。麦克斯韦方程组是研究宏观电磁场现象的理论
基础。
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时变场的知识结构框图:
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磁通连续性原理
高斯定律
电磁感应定律
全电流定律
Maxwell方程组
坡印廷定理与坡印廷矢量
正弦电磁场
动态位A ,
分界面上衔接条件
达朗贝尔方程
电磁辐射、传输线及波导
本章要求:
深刻理解电磁场基本方程组的物理意义,其中包括位移电流的概念;
掌握动态位与场量的关系以及波动方程,理解电磁场的滞后效应及波动性;
掌握电磁波的产生和传播特性。
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电磁感应定律(Faraday’s Law)
1831年法拉第发现,当穿过导体回路的磁通量发生变化时,回路中就会出现感应电流和电动势,且感应电动势与磁通量的变化有密切关系,由此总结出了著名的法拉第电磁感应定律。
电磁感应定律:
负号表示感应电流产生的磁
场总是阻碍原磁场的变化。
电磁感应定律和全电流定律
感应电动势的参考方向: 与磁力线成右手螺旋关系
若,实际方向与参考方向一致,则
说明原磁场(磁通)在减小。
若,实际方向与参考方向相反,则
说明原磁场(磁通)在增大。
设任意导体回路 C 围成的曲面为 S ,其单位法向矢量为,则穿过回路的磁通为:
n
e
r
B
C
S
d
l
r
r
感生电动势
根据磁通变化的原因, 分为三类:
感生电动势
回路不变,磁场随时间变化,磁通量的变化由磁场随时
间变化引起,这是变压器的工作原理,故亦称为变压器电势。
2.
磁场不变,回路导体回路在恒定磁场中切割磁力线运动,这是发电机工作原理,故亦称为发电机电动势。
动生电动势
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动生电动势
3.
磁场随时间变化,回路回路在时变磁场中切割磁力线运动
实验表明:只要与回路交链的磁通发生变化,回路中就有感应电动势。与构成回路的材料性质无关(甚至可以是假想回路),当回路是导体时,有感应电流产生。
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电荷为什么会运动呢?即为什么产生感应电流呢?
思考
感生电动势+动生电动势