天津大学电磁场课件电磁场第三章

天津大学电磁场课件电磁场第三章电磁场的基本概念静电场恒定磁场时变电磁场电磁辐射与散射01电磁场的基本概念0102电磁场的定义电磁场具有能量、动量和电荷守恒等基本性质，是描述电荷和电流相互作用的物理场。电磁场是由电荷和电流产生的物理场，它由电场和磁场组成，是相互依存、相互制约的场。电磁场具有波动性和粒子性，具有传递能量和动量的作用。电磁场具有连续性和有限性，其能量和动量是连续分布的，但在一定空间内是有限的。电磁场具有方向性和极化性，电场线和磁场线在空间中是相互垂直的，且电场线和磁场线都有方向。电磁场的性质电磁场的单位电磁场的单位包括库仑、安培、亨利、法拉等，其中安培是电流的单位，亨利是电感的单位，法拉是电容的单位。电磁场的国际单位制是库仑、安培、亨利、法拉等单位的倍数关系，如伏特等于每秒库仑，欧姆等于每伏安培等。02静电场单位在国际单位制中，电场强度的单位是牛/库或伏/米。性质电场强度是一个矢量，具有方向，其方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同。定义电场强度是描述电场中电场力作用强弱的物理量，用E表示。电场强度定义电通量密度是描述电场中电通量分布的物理量，用D表示。单位在国际单位制中，电通量密度的单位是库/平方米。性质电通量密度也是一个矢量，具有方向，其方向与电场强度的方向相同。电通量密度高斯定理指出，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通量密度与该体积的乘积。内容高斯定理在计算电场分布、电势和电场力等方面有广泛应用。应用高斯定理电位是描述电场中某点电荷所受电场力势能的物理量，用V表示。定义单位性质在国际单位制中，电位的单位是伏特。电位是一个标量，具有方向性，其方向与电场强度的方向相同。030201电位123电场力是描述电荷在电场中所受力的物理量，用F表示。定义在国际单位制中，电场力的单位是牛。单位电场力是一个矢量，具有方向，其方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同。性质电场力03恒定磁场总结词描述磁场强弱和方向的物理量详细描述磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其大小等于垂直于磁场方向放置的单位面积上所受到的磁场力，方向则遵循右手螺旋定则。在恒定磁场中，磁感应强度是不随时间变化的。磁感应强度表示磁场分布密度的物理量总结词磁通量密度是表示磁场分布密度的物理量，其大小等于磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积。在恒定磁场中，磁通量密度也是不随时间变化的。详细描述磁通量密度总结词描述磁场与电流之间关系的定律详细描述安培环路定律是描述磁场与电流之间关系的定律，它指出磁场线总是围绕电流形成闭合曲线，且磁场线的方向与电流的方向垂直。在恒定磁场中，安培环路定律同样适用。安培环路定律VS磁场对通电导体产生的力详细描述磁场力是指磁场对通电导体产生的力。根据左手定则，磁场力的方向与电流的方向和磁感应强度的方向都垂直。在恒定磁场中，磁场力的大小和方向都不随时间变化。总结词磁场力04时变电磁场描述了电场和磁场随时间和空间的变化规律，包括电场和磁场在空间中的变化以及电流和电荷分布对它们的影响。通过在闭合曲面上的积分来描述磁场和电场的源，以及它们在空间中的变化。麦克斯韦方程组积分形式微分形式VS波动方程是描述波动现象的基本方程，在电磁场中，它描述了电磁波的传播规律。在时变电磁场中，波动方程可以用来求解电磁波的传播和散射等物理问题。波动方程在真空中，电磁波的传播速度是光速，约为每秒30万公里。在介质中，电磁波的传播速度会受到介质特性的影响，通常会小于光速。电磁波的传播速度坡印廷定理是电磁场理论中的一个重要定理，它描述了电磁场能量流动的规律。定理表明，在封闭曲面内的净功率流出等于该封闭曲面所包围的体积内电磁能量的减少率。坡印廷定理05电磁辐射与散射02030401电磁辐射电磁辐射是由电磁场的变化产生的，可以传播能量。电磁辐射的传播速度等于光速。电磁辐射的分类：天然辐射和人工辐射。电磁辐射的应用：无线电通信、雷达、微波炉等。散射体在单位时间内散射到单位立体角内的粒子数与入射到该散射体的粒子数之比。散射截面的定义与入射波的频率、散射体的形状、大小、折射率等有关。散射截面的性质需要使用电磁场理论、统计物理等知识。散射截面的计算散射截面雷达散射面积的影响因素目标的形状、大小、介电常数、磁导率等