电磁场与电磁波名词解释复习

1、电磁场与电磁波名词解释复习安培环路定律1）真空中的安培环路定律在真空的磁场中，沿任意回路取B的线积分，其值等于真空的磁导率乘以穿过该回路所限定面积上的电流的代数和。即Jt12）般形式的安培环路定律在任意磁场中，磁场强度 H沿任一闭合路径的线积分等于穿过该回路所包围面积的自由电流（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，求电位函数卩的泊松方程（护尸一戏&或拉普拉斯方程（护尸）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）

2、的解答，称之为恒定电场的边值问题。3）恒定磁场的边值问题（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 述恒定磁场的边值问题。对于平行平面磁场，分界面上的衔接条件是1 541 3 _阳血 血湖磁矢位A所满足的微分方程VaA （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磁场的边值问题。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

3、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Neuma nn）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(”嗓静电场分界面上的衔接条件和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自由电荷面密度；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巴二u和，前者表明，在电介质分界面上，电位是连续的；后者表明，一般情况下 1 ,电位的导数是不连续的。2恒定电场分界面上的衔接条件和.称为恒定电场中分界面上的衔接条件。前者表明，

4、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3恒定磁场分界面上的衔接条件% - 砥和 %-% =疋称为恒定磁场分界面上的衔接条件。前者表明，磁感应强度在分界面上的 法线分量是连续的；后者表明磁场强度在分界面上的切线分量不连续。毕奥-萨伐尔定律毕奥一萨伐尔定律给岀了一段电流元 ld|与它所激发的磁感强度 dB之间的大小关系: dB _ Mi I&Q4迂P考虑到电流元Idl、位矢r和磁场dB三者的方向，电流元的磁场可写成矢量形式: 电流元|d|、位矢r和磁场dB三个矢量的方向之间服从 右手螺旋法则，由此可确定 电流元磁场dB的

5、方向标量磁位 在传导电流为零的区域内，假设 H =佻，则式中称为标量磁位。部分电容在（n+1 ）个导体构成的静电独立系统中，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的=务 +c巴 +%+ +% - CjuSl + 氐5.2 +CjW&JW TC卫la写成矩阵形式，有.,其中 ，系数矩阵 C称为部分电容。Co, C2o, , Co, , Go称为自有部分电容；C2, C23,，6 , 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A = +氐兀+&血h = GQia + 申 a + + GQ& 妇=弔 +% +

6、零兀+卄%Gko ,写成矩阵形式，有刀-冒Go, G20no称为自有部分电导；Gl2 , G23 , Gkn ,，称为互有部分电导。波阻抗 波阻抗是入射波或反射波的电场强度和磁场强度的比值，它与媒质的物理参数有关，如在自 由空间中传播的电磁波的波阻抗，为：Z7 丁务二才厂阿禹心力Z7 Si波节（点）电场（磁场）的零值点。波腹（点）电场（磁场）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传播，使波不至于扩散到漫无边际的空间中去的结构的总 称。q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。传播常数正弦稳态电磁

7、波中，电场强度 E和磁场强度H所满足的复数形式波动方程为:必一P称为波传播常数。律=町5比式中,i解驰豫过程驰豫过程就是自由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路磁化强度/米）媒质中每单位体积内所有分子磁矩的矢量和，即-，其单位为A/m （安磁化 在外磁场作用下，磁偶极子发生旋转，转矩为T=m B，旋转方向使磁偶极矩方向与外磁场方向一致，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，其磁感应强度和磁场强度的关系为：=旦H，其中的称为媒质的磁导率。在 SI中，其单位是H/m （亨/米）。磁场能量磁场中储存的能量称为磁场

8、能量。在SI中，其单位为J （焦）。对于n个回路组成的系统，2 磁场能量表达式为：2 UJ.。磁场力载流导体或运动电荷在磁场中所受的力称为磁场力或电磁力。磁场强度令占。，则H称为磁场强度。在 SI中，它的单位是A/m （安 /米）。磁感应强度磁感强度B （简称B矢量）是表述磁场中各点磁场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）磁通 在磁场中，穿过任一面积S的B的通量，称为磁通脫%十曲在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，起到磁分路作用, 使壳内设备少受磁干扰，达到磁屏蔽。B线发岀或终止的源或

9、沟。磁通连续原理磁感应线是闭合的，既无始端又无终端。因此也没有供这样，对于任意闭合面，都有：。该式表示的磁场性质称为磁通连续性原理的积分形式。而利用高斯散度定理有：p，从而可得V = U，此式则是磁通连续性原理的微分形式。3D磁准静态场时变电磁场中，当位移电流密度远小于传导电流密度（即可忽略 二）时，称为磁准静态场，记作MQSD（返回顶端）C定义为此电荷与两导体间电电容 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=e压u之比，即：匸。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，如果磁场由某一电流回路产生，则与回路交链的磁链和电流正比关系，即1

10、- o其中L称为自感系数，简称自感。在 SI中，其单位是H （亨）。2）在线性媒质中，由回路1的电流|i所产生而与回路2交链的磁链胃21和|i成正比，即同理，由回路2的电流| 2所产生而与回路1交链的磁链怦口和| 2成正比，即聊竝二城站。其中，M2和Mi分别称为回路2对回路1的互感和回路1对回路2的互感，且 M2 = Mi。在SI中，互感的单位是 H （亨）。Cr =,其单位为S （西）电偶极子 两个点电荷+ q和q相距为d，任一点P至两点电荷连线中心处距离为 r。当rd时，这 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，即电场强度E 等于单位正电荷所受的电

11、场力/米）Fo，其单位是V/m （伏电位函数静电场的电场强度 E可以用一个标量函数厂函数囚称为静电场的标量电位函数。的梯度表示，即定义电位 电位函数 厂在空间某一点的值，称为该点的电位。在SI中，其单位为V （伏）。也称电力线。电力线的微分方程为电力线在描述静电场的图形中，电场强度线简称E线,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J y 1 - - ，则称为D电通量密度，也称电位移，其单位是C/m2（库 / 米 2 ）o电极化强度 P 电介质极化后

12、形成的每单位体积内的电偶极矩，单位是C/m2 （库/米2）。其数学表达式为电极化率址 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* =丸旬疋，址则称 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J ；W =-用场量表示的静电场能量为2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C（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，且表示为其单位是A/m （安/米2）。电荷体密度单

13、位体积中的总电荷。其单位为C/m3 （库/米3）。电荷面密度单位面积内的总电荷。其单位为C/m2 （库/米2）。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）电磁感应定律闭合回路中的感应电动势 E与穿过此回路的磁通匚随时间的变化率 成正比这里规定感应电动势的参考方向与穿过该回路磁通的其数学形式是：参考方向符合右手螺旋关系。电磁场能量时变电磁场中存在的能量。电磁力载流导体或运动电荷在磁场中所受的力称为磁场力或电磁力达朗贝尔方程-二称为动态位满足的达朗贝尔方程。动态位 在时变电磁场中，矢量磁位 A和标量磁位$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

14、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，从而抵消原来的磁场；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传播过程中衰减产生吸收损耗，达到屏蔽的作用。二）时，称为电准静态场,电准静态场时变电磁场中，当感应电场远小于库仑电场（即可互略记作EQS叠加定理1）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:1A_1爲加尸4城勺jui卜2）磁场叠加原理整个载流导线回路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的叠加（矢量和），即B二严积分号下的I表示对整个导线中的电流求积分。上式是一矢量积

15、分，具体计算时要用它在选定的坐 标系中的分量式。电磁波变化电磁场在空间的传播称为电磁波。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。E（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，写岀对应的边值问题（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 界条件确定积分常数，最终得到电位函数的解。若在电磁波传播的路径上岀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

16、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 流的能力。令，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1）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1曲面内的总电荷的 h 的彳 倍（V是S限定的体积），而与曲面外电话无关。其数学表达式为fl S = = f 评2）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，等于该曲面内的总自由电荷，而与一切极化电荷及曲面外的自由电荷无关。其数学表达式为3）高斯定

17、律的微分形式V T） p，它表明静电场中任一点上电通量密度的散度等于该点的自由电荷体密度各向异性指媒质特性随着电场的方向而改变。感应电动势由电磁感应引起的电动势叫做感应电动势。感应电场由变化磁场产生的电场，称为感应电场。H（返回顶端）恒定电场电源外导体媒质中电流场。横电波当传播方向上有磁场的分量而无电场分量时，此导行波称为横电波或TE波。横磁波当传播方向上有电场的分量而无磁场分量时，此导行波称为横磁波或TM波。横电磁波当传播方向上既无有磁场分量也无电场分量时，此导行波称为横电磁波或TEM波。（返回顶端）J（返回顶端）截止频率波在波导中的传播特性取决于传播常数Y,其数学表达式为:截止波长截止波长

18、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，电介质分子中的正负电荷可以有微小的移动，但不能离开分子的范围，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。介电常数耳对各向同性的电介质, =術（十隹=虫=，e称为电介质的介电常 数，其量纲为F/m ;而Er称为相对介电常数，无量纲。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。t an 口 1静电场的折射定律在静电场中，无自由电荷分布的两种电介质分界面上有tan2 勺，其中1、住勺分别为两种电介质中电场强度

19、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、圆柱面或球面上的感应电荷分布（或束缚电荷分布）用等效的点电荷或线电荷（在 场区域外的某一位置处）替代并保证边界条件不变。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位置和大小。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 为两个互不影响的独立系统，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n个点

20、电荷的系统，静电能量为乙（2）若是连续分布的电荷，力=Q日匚口出M山，则用场量表示的静电能量= -D E静电能量密度静电场中任一点的静电能量密度定义为：1，其单位为一二静电力在静电场中，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。近区在单位偶极子激发的电磁场中，满足条件r入的区域称为近区场，简称近区集肤效应 在MQS近似中，导体中同时存在自由电流和感应电流。靠近轴线处，场量减小；靠近表面 处，场量增加，这种现象称为集肤效应。静电比拟在一定条件下，可以把一种场的计算或实验所得的结果，推广应用于另一种场，这种方法称为静电比拟。交流内阻抗导体内部电磁场引起的阻抗，称为交流内阻抗。且

21、其数学表达式为：均匀平面电磁波等相位面上E、H处处相等的电磁波。接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地 体到无限大远处的大地电阻。K（返回顶端）库仑定律在无限大真空中，当两个静止的小带电体之间的距离远远大于它们本身的几何尺寸时，该两带电体之间的作用力可表示为：上述这一规律称为库仑定律。跨步电压地面上行走的人的两足间的电压L（返回顶端）拉普拉斯方程在静电场中，在自由电荷体密度，=的区域内，电位函数满足方程，该方程称为拉普拉斯方程理想导体电导率为无限大的导体。理想电介质电导率为零的媒质称为理想电介质 邻近效应 相互靠近的导体通有交变电流时，会受到邻近导体的影响，这种现象称为邻近效应。M返回顶端）面电流密度按体密度p分布的电荷，以速度 v作匀速运动是，形成电流密度矢量J，又称面电流密度，其单位是A/m2 （安 /米2）。其数学表达式为： VN（返回顶端）O（返回顶端）P（返回顶端）平面电磁波等相位面为平面构成的电磁波。平行平面场场分布在每个平行截面都相同的电场或磁场称为平行平面场。泊松方程在静电场中，电位函数满足方程为沪甲二_小旦，其中为自由电荷体密度，该方程称为泊松方程。坡