安培环定律1)真空中的安培环定律 在真空的中,沿任意回取B 的线积分,其值等于真空的磁导率乘以穿过该回所限定面积上的电流 的代数和。即 2)一般形式的安培环定律 在任意中,强度H 沿任一闭合径的线积分等于穿过该回所包围面积的电流(不包括磁化 电流)的代数和。即 B(返回顶端) 边值问题 1)静电场的边值问题 静电场边值问题就是在给定第一类、第二类或第三类边界条件下,求电位函数 的泊松方程 )或拉普拉斯方程()定解的问题。 2)恒定电场的边值问题 在恒定电场中,电位函数也满足拉普拉斯方程。很多恒定电场的问题,都可归结为在一定条件下求拉普拉 斯方程( )的解答,称之为恒定电场的边值问题。 3)恒定的边值问题 (1)磁矢位的边值问题 磁矢位在媒质分界面上满足的衔接条件和它所满足的微分方程以及场域上给定的边界条件一起构成了描述 恒定的边值问题。 对于平行平面,分界面上的衔接条件是 所满足的微分方程(2)磁位的边值问题 在均匀媒质中,磁位也满足拉普拉斯方程。磁位拉普拉斯方程和磁位在媒质分界面上满足的衔接条件以及 场域上边界条件一起构成了用磁位描述恒定的边值问题。 磁位满足的拉普拉斯方程 两种不同媒质分界面上的衔接条件 边界条件 1.静电场边界条件 在场域的边界面S 上给定边界条件的方式有: 第一类边界条件(狄里赫利条件,Dirichlet) 已知边界上导体的电位 第二类边界条件(聂以曼条件 Neumann) 已知边界上电位的法向导数(即电荷面密度或电力线) 第三类边界条件 已知边界上电位及电位法向导数的线性组合 静电场分界面上的衔接条件 称为静电场中分界面上的衔接条件。前者表明,分界面两侧的电通量密度的法线分量不连续,其不连续量就等于分界面上的电荷面密度;后者表明分界面两侧电场强度的切线 分量连续。 电位函数表示的分界面上的衔接条件 称为恒定电场中分界面上的衔接条件。前者表明,电场强度在分界面上的切线分量是连续的;后者表明电流密度在分界面上的法线分量是连续的。 电位函数表示的分界面上的衔接条件 称为恒定分界面上的衔接条件。前者表明,磁强度在分界面上的法线分量是连续的;后者表明强度在分界面上的切线分量不连续。 毕奥-萨伐尔定律给出了一段电流元Idl与它所激发的磁感强度dB 之间的大小关系: 考虑到电流元Idl、位矢r 和dB 三者的方向,电流元的可写成矢量形式: 电流元Idl、位矢r 和dB 三个矢量的方向之间服从右手螺旋,由此可确定电流元dB 的方向。 标量磁位 在传导电流为零的区域内,假设 称为标量磁位。部分电容 在(n+1)个导体构成的静电系统中,以0 号导体为参考点,则该导体与其它各导体间 的电压和电荷的关系可表示为 写成矩阵形式,有 ,其中,系数矩阵C 称为部分电容。C10,C20,,Ck0,,Cn0 称为自有部分电容;C12,C23,,Ckn,称为互有部分电容。 部分电导 在(n+1)个电极组成的多电极系统中,任意两个电极之间的电流和电压关系可表示为 写成矩阵形式,有 ,其中,系数矩阵G 称为部分电导。G10,G 20,,G k0,,G n0 称为自有部分电导;G 12,G 23,,G kn,称为互有部分电导。 波 波是入射波或反射波的电场强度和强度的比值,它与媒质的物理参数有关,如在 空间中的电磁波的波,为: 波节(点) 电场()的零值点。 波腹(点) 电场()的最大值点。 波长 电磁波在一个周期内行进的距离称为波长。 波导 波导是用来引导电磁波在有限空间中,使波不至于扩散到漫际的空间中去的结构的总称。 C(返回顶端) 传导电流 在导电媒质(如导体、电解液)中,电荷的运动形成的电流称为传导电流。 正弦稳态电磁波中,电场强度E 和强度H 所满足的复数形式波动方程为: 称为波。驰豫过程 驰豫过程就是电荷在导体中的按指数规律随时间衰减的过程。 磁偶极子 磁偶极子是指一个面积dS 很小的任意形状的平面载流回。 磁偶极矩 定义m 磁化强度媒质中每单位体积内所有磁矩的矢量和,即 磁化在外作用下,磁偶极子发生旋转,转矩为 ,旋转方向使磁偶极矩方向与外方向一致,对外呈现磁性,称为磁化现象。 磁导率 对于各向同性的线性媒质,其磁强度和强度的关系为: ,其中的 称为媒 质的磁导率。在SI 能量中储存的能量称为能量。在SI 中,其单位为J(焦)。对于n 个回组成的系统, 能量表达式为: 力载流导体或运动电荷在中所受的力称为力或电磁力。 强度 磁强度磁感强度B(简称B 矢量)是表述中各点强弱和方向的物理量,又称磁通密度。 其表达式为 ,在SI 中,其单位是T(特斯拉)。 在SI中,其单位是Wb(韦〔伯〕) 磁屏蔽 主要利用高磁导率材料具有低磁阻的特性,将其制成有一定厚度的外壳,起到磁分作用,使 壳内设备少受磁干扰,达到磁屏蔽。 磁通连续原理 磁线是闭合的,既无始端又无终端。因此也没有供B 线发出或终止的源或沟。这 样,对于任意闭合面,都有: 。该式表示的性质称为磁通连续性原理的积分形式。而利 用高斯散度有: ,从而可得 ,此式则是磁通连续性原理的 微分形式。 磁准静态场 时变电中,当位移电流密度远小于传导电流密度(即可忽略 )时,称为磁准静 态场,记作MQS。 D(返回顶端) 电容 通常,一个电容器是由两个带等量异号电荷的导体组成。它的电容C 定义为此电荷与两导体间电 之比,即:。其单位是F(法)。 电感 电感有自感和互感之分。 1)在各向同性的线性媒质中,如果由某一电流回产生,则与回交链的磁链和电流正比关系,即 。其中L 称为自感系数,简称自感。在SI 2)在线成正比,即 同理,由回2的电流I2 所产生而与回1 和I2成正比,即 。其中,M12 和M21 分别称为回2 对回1 的互感和回1 对回2 的互感,且M12=M21。在SI 中,互感的单位是H(亨)。 电偶极子 两个点电荷+q 相距为d,任一点P至两点电荷连线中心处距离为r。当r
d 一对等量异号的电荷称为电偶极子。电导 流经导电媒质的电流与导电媒质两端电压之比,即 ,其单位为S(西) 电场强度E 等于单位正电荷所受的电场力F。 电位函数静电场的电场强度E 可以用一个标量函数 的梯度表示,即定义 ,这个标量函 称为静电场的标量电位函数。电位 电位函数 在空间某一点的值,称为该点的电位。在SI 电力线在描述静电场的图形中,电场强度线简称E 线,也称电力线。电力线的微分方程为 电压:两点之间的电位差即为该两点之间的电压。 等位面 静电场中,将电位相等的点连接起来形成的曲面,称为等位面。它的方程为 等位线 等位面和空间中某一平面相交而得的截迹。 电位移D 在静电场中定义 ,则称为D 电通量密度,也称电位移,其单位是C/m 电极化强度P电介质极化后形成的每单位体积内的电偶极矩,单位是C/m 电极化率在各向同性的线性电介质中,电极化强度与电场强度成正比,即 为电极化率。电轴法 用置于电轴上的等效线电荷,来代替圆柱导体面上分布电荷,从而求得电场的方法,称为电轴法。 电场能量 电场中所储存的能量,其单位为J(焦)。用场源表示静电长能量为 电偶极矩定义p=qd 为电偶极子的电偶极矩。P 的方向是由负电荷指向正电荷,单位为Cm(库米)。 电流密度 当按体密度 分布的电荷,以速度v 作匀速运动时,形成电流密度矢量J,且表示为 电荷体密度单位体积中的总电荷。其单位为C/m 电荷面密度单位面积内的总电荷。其单位为C/m 电导率物质传送电流的能力,是电阻率的倒数。其单位是S/m(西/米) 电磁定律 闭合回中的电动势E 与穿过此回的磁通 随时间的变化率 成正比。其 数学形式是: 。这里电动势的参考方向与穿过该回磁通的参 考方向符合右手螺旋关系。 电能量 时变电中存在的能量。 电磁力 载流导体或运动电荷在中所受的力称为力或电磁力。 达朗贝尔方程 称为动态位满足的达朗贝尔方程。 动态位 在时变电中,矢量磁位A 和标量磁位φ 都不仅是空间坐标的函数,同时又是时间的函数, 所以称为动态位函数,简称动态位。 电磁屏蔽 电磁屏蔽一是利用电磁波在金属表面产生涡流,从而抵消原来的;二是利用电磁波在金 属表面产生反射损耗和透射波在金属内的过程中衰减产生吸收损耗,达到屏蔽的作用。 电准静态场 时变电中,当电场远小于库仑电场(即可互略 )时,称为电准静态场,记 作EQS。 叠加 静电场叠加原理电场中某一点的电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。它的数学表达式为: 叠加原理整个载流导线回在空间中某点所激发的磁感强度B,就是这导线上所有电流元在该点激发的磁感强度dB 的叠加(矢量和),即 积分号下的l 表示对整个导线中的电流求积分。上式是一矢量积分,具体计算时要用它在选定的坐标 系中的分量式。 电磁波 变化电在空间的称为电磁波。 电磁辐射 电磁能量脱离源而单独存在于空间中,这种现象称为电磁辐射。 (返回顶端)F(返回顶端) 分离变量法 分离变量法是一种最经典的微分方程法,它适用于求解一类具有理想边界条件的典型边 值问题。它的解题步骤为: 根据边界的几何形状和场的分布特征选定坐标系,写出对应的边值问题(微分方程和边界条件);分离变 量,将一个偏微分方程,分离成几个常微分方程;解常微分方程,并叠加各特解得到通解;利用给定的边 界条件确定积分,最终得到电位函数的解。 反射波 若在电磁波的径上出现两种媒质的分界面,由于电磁参数发生突变,这时部分电磁波将 被反射回去,这部分波称为反射波。 反射系数 反射波电场与入射波电场的比值称为反射系数。 辐射电阻 ,则Re称为单元偶极子天线的辐射电阻,它表征了天线辐射电磁能流 的能力。 G(返回顶端) 各向同性 指媒质特性不随电场的方向改变。 高斯定律 真空中静电场的高斯定律在无限大真空静电场中的任意闭合曲面S 上,电场强度E 的面积分等于 曲面内的总电荷的 一般形式的高斯定律无论在真空中还是电介质中,任意闭合曲面S 上电通量密度D 的面积分,等 于该曲面内的总电荷,而与一切极化电荷及曲面外的电荷无关。其数学表达式为 高斯定律的微分形式,它表明静电场中任一点上电通量密度的散度等于该点的电 荷体密度 各向异性 指媒质特性随着电场的方向而改变。 电动势 由电磁引起的电动势叫做电动势。 电场 由变化产生的电场,称为电场。 H(返回顶端) 恒定电场 电源外导体媒质中电流场。 横电波 当方向上有的分量而无电场分量时,此导行波称为横电波或TE 横电磁波当方向上既无有分量也无电场分量时,此导行波称为横电磁波或TEM (返回顶端)J(返回顶端) 截止频率 波在波导中的特性取决于γ ,其数学表达式为: 截止波长截止波长是允许电磁波在某种波导中能够传输的最大波长。 静电场 相对于观察者为静止的、且其电荷量不随时间变化的电荷所引起的电场,即为静电场。 介质极化 在外加电场的作用下,电介质中的正负电荷可以有微小的移动,但不能离开的范围, 其作用中心不再重合,形成一个个小的电偶极子,这种现象称为介质极化。 介电 对各向同性的电介质, 称为相对介电,纲。击穿强度 某种材料能安全承受的最大电场强度称为该材料的击穿场强。 静电场的折射定律 在静电场中,无电荷分布的两种电介质分界面上有 ,其中 分别为两种电介质中电场强度与分界面法线方向的夹角。这一定律称为静电场的折射定律。镜像法 将平面、圆柱面或球面上的电荷分布(或电荷分布)用等效的点电荷或线电荷(在场 区域外的某一处)替代并边界条件不变。原电荷与等效电荷(即通称为像电荷)的场即所求解。 镜像法的主要步骤是确定镜像电荷的和大小。 静电屏蔽 静电屏蔽是利用导体在静电场中达到平衡状态时具有的下列性质:(1)导体内电场为零; (2)导体是等位体;(3)电荷只分布在导体表面。因而把导体空腔接地,就可以把导体内、外的场分割 为两个互不影响的系统,达到屏蔽的目的。 静电能量 静电场中的储能称为静电能量。其单位为J(焦) 用场源表示的静电能量 (1)若有 个点电荷的系统,静电能量为(2)若是连续分布的电荷, 用场量表示的静电能量静电能量密度 静电场中任一点的静电能量密度定义为: ,其单位为 静电力在静电场中,各个带电体受到的电场力,称为静电力。其数学表达式为:F=qE。 在单位偶极子激发的电中,满足条件r