5.2位移电流

第五章时变电磁场5.2位移电流Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流主要内容位移电流（难点）全电流定律（重点）学习目的掌握位移电流、真实电流（传导电流、运流电流）的异同掌握恒定磁场与时变磁场的区别Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流恒定磁场安培环路定理HJ对其取散度tJ()0HJ电流连续性方程相矛盾dSqtJS其微分形式显然，只是电流连续性方程的特例，只适用于直流情况，也就是说不具有普遍性，因此要对它进行修正，使之在交、直流情况下都正确。这0JtJHJ1、安培环路定律的局限性Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流局限性之一：Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流2S1S作闭合曲线c与导线交链，根据安培环路定律◇恒定磁场中的安培环路定律应用于时变场时的矛盾。经过S1面1ddcSiHlJS经过S2面c～局限性之二：相矛盾2dd0cSHlJSiChap.5时变电磁场—§5.2位移电流Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流麦克斯韦提出位移电流假说：在电容器两极板之间存在另一种电流，其值与传导电流i相等。Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流dSqDS移项可得()d0StDJS其微分形式为()0tDJChap.5时变电磁场—§5.2位移电流S1和S2构成的闭合曲面，应用电流连续原理，有dddSqtJS2、位移电流ddSStDJSSChap.5时变电磁场—§5.2位移电流dtDJ0DEPd0ttEPJChap.5时变电磁场—§5.2位移电流位移电流是由变化的电场产生的，是人为定义的等效电流。位移电流密度Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流在电导率较低的媒质中，dcJJdcJJ在良导体中，Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流全电流包括传导电流、运流电流及位移电流，前两者称为真实电流。传导电流：带电粒子在电场的作用下的定向运动。cJ运流电流：真空中带电粒子的运动vJ位移电流：具有磁效应，可以产生磁场，但与带电粒子的定向运动无关。dJcJEvJv3、全电流若不考虑外加电流源，则全电流为tdcvdJJJJJJChap.5时变电磁场—§5.2位移电流Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流dd()()0()d()d0SSDJJJtDJSJJSIt全电流连续性原理基尔霍夫电流定律0cdvIIIChap.5时变电磁场—§5.2位移电流tDHJtdd()d()dcSSItDHlJJSJS由斯托克斯定理可得其微分形式为Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流4、广义安培环路定律全电流代替真实电流ddcSIHlJSHJ时变电流与时变电场均可激发产生磁场。广义安培环路定律(Maxwell第一方程)。Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流时变场场随时间发生改变，变化的磁场会产生电场，变化的电场会产生磁场，电场和磁场相互激励，相互依存形成不可分割的统一的电磁场。1）电场和磁场互为对方的涡旋（旋度）源。在空间可形成电磁波的传播；2）电场和磁场共存，不可分割；3）电力线和磁力线相互环绕。特性：Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流【例1】海水的电导率为4S/m，相对介电常数为81，求频率为1MHz时，位移电流与传导电流的比值。解：设电场随时间作正弦变化，表示为cosxmEtEe则位移电流密度为d0sinxrmEtttDEJe其幅值为304.510dmrmmJEE传导电流的幅值为4cmmmJEE故31.12510dmcmJJChap.5时变电磁场—§5.2位移电流Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流【例2】在无源的自由空间中，已知磁场强度求位移电流密度。（例5-4）592.6310cos(31010)(A/m)yHetzdJChap.5时变电磁场—§5.2位移电流解：无源的自由空间中，广义安培环路定律为0JDHtd492002.6310sin(31010)(A/m)xyzyyxxDJHteeexyzHHeetzz故Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流1.位移电流Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流内容小结tDHJtdd()d()dcSSItDHlJJSJS3.全电流连续性原理2.广义安培环路定律dtDJ0cdvIIIChap.5时变电磁场—§5.2位移电流作业：P1605-9Chap.5时变电磁场—§5.2位移电流