《电磁场理论基础》课件

《电磁场理论基础》ppt课件Contents目录电磁场基本概念静电场恒定磁场时变电磁场电磁波的传播电磁场基本概念01是由电荷产生的，对电荷有作用力的场。电场强度是描述电场性质的物理量，与电场中的位置和电荷有关。电场是由磁体或电流产生的，对磁体和电流有作用力的场。磁场强度是描述磁场性质的物理量，与磁场中的位置和电流有关。磁场电场与磁场是由变化的电场和磁场相互激发、相互依存形成的场。电磁场的性质可以用电场强度、磁场强度和波速等物理量描述。是电磁场的一种表现形式，以波动的形式传播。电磁波的传播速度等于光速，与频率和介质有关。电磁场与电磁波电磁波电磁场麦克斯韦方程组：是描述电磁场运动规律的方程组，包括高斯定理、法拉第电磁感应定律和安培环路定律等。麦克斯韦方程组是电磁场理论的基础，对电磁波的传播、辐射和散射等现象有重要应用。麦克斯韦方程组静电场02电场强度描述电场力的矢量，其方向与正电荷受力的方向相同，其大小等于单位电荷在该点所受的力。电位描述电场中某点电荷的势能，与电场强度和距离有关。电场强度与电位在任意闭合曲面内的电荷量等于该闭合曲面所包围的体积内的电场强度的通量。高斯定理描述电场中某点电荷密度的变化情况，与高斯定理相关。静电场的散度高斯定理与静电场的散度静电场的环路定理描述电场线在闭合曲线上的环绕情况，与电势梯度相关。电势梯度描述电势随距离的变化情况，与电场线的方向和密度有关。静电场的环路定理与电势梯度电容与电容器电容描述电容器存储电荷的能力，与电容器两极板间的距离和面积有关。电容器由两个平行金属板组成的电子元件，用于存储电荷。恒定磁场03磁感应强度矢量磁位磁感应线磁通量密度磁感应强度与矢量磁位01020304描述磁场强弱和方向的物理量，表示为B。描述磁场分布的矢量场，表示为A。表示磁场方向的物理模型，与磁场方向垂直。表示磁场分布密度的物理量，与磁感应强度成正比。安培环路定律与恒定磁场的散度表示磁场与电流之间的关系，即磁场对电流的作用力。表示磁场在空间中的变化情况，与电流分布有关。表示磁场能量的物理量，与磁感应强度的平方成正比。表示磁场对物体的作用力，包括洛伦兹力和安培力。安培环路定律恒定磁场的散度磁场能量密度磁场力表示带电粒子在磁场中受到的作用力，与粒子运动方向和磁场方向有关。洛伦兹力当电流通过导体时，由于磁场的作用，会在导体两侧产生电动势的现象。霍尔效应表示磁场对电流的阻碍作用，与导体材料的磁导率有关。磁阻效应表示磁场对物质尺寸的影响，与物质的磁致伸缩系数有关。磁致伸缩效应洛伦兹力与霍尔效应时变电磁场04波动方程描述电磁波在空间中传播的微分方程，表达了电场和磁场随时间和空间的变化规律。麦克斯韦方程组由安培环路定律、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦-安培定律组成，是描述电磁场变化和传播的基础方程。波动方程与麦克斯韦方程组坡印廷定理与能量守恒表述了电磁场能量流动的定量关系，即电磁场能量密度的时间变化率等于电场和磁场的外功率之和。坡印廷定理电磁场中的能量守恒定律，即电磁场能量的增加或减少等于流入或流出闭合曲面的净功率。能量守恒描述天线辐射电磁波的有效电阻，与天线的辐射效率有关。辐射电阻相对于近区场的电磁场区域，其电磁波的波长远大于天线尺寸，适用于远距离传输。远区场辐射电阻与远区场电磁波的传播05描述平面波在空间中传播的数学方程，包含了波的振幅、频率和波速等参数。平面波的波动方程波前的稳定性能量流动方向平面波的波前在传播过程中保持稳定，不会发生扩散或畸变。平面波的能量沿波矢量方向流动，具有恒定的能量密度和传播速度。030201平面波的传播特性趋肤深度导电媒质对电磁波的吸收程度与电磁波的频率有关，可用趋肤深度来描述电磁波在媒质中的穿透深度。表面阻抗导电媒质的表面阻抗决定了电磁波在媒质表面的反射和透射行为，对天线设计和电磁兼容性有重要影响。电磁波在导电媒质中的传播电磁波在导电媒质中传播时，会与媒质中的自由电荷相互作用，导致波的能量衰减和相位的改变。导电媒质中的电磁波123电磁波在传播过程中遇到不均匀媒质或障碍物时，会发生散射和吸收，导致能量损失。散射与吸收的物理机制描述散射和吸收程度的物理量，散射系数决定了散射波的强度，吸收系数决定