基本信息
文件名称:第二章麦克斯韦方程.ppt
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总页数:68 页
更新时间:2025-10-04
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文档摘要

2.3.2理想导体表面的边界条件什么是理想导体?电导率无穷大的导体称为理想导体。通常电导率很大的导体都认为是理想导体,如金、银、铜等常见金属。理想导体的特点:电力线不能进入理想导体内部,故其内部不存在电场;由于理想导体内部不存在电场,所以也就不存在时变磁场;第23页,共68页,星期日,2025年,2月5日一侧为导的边界条件表达式结论:电力线垂直于金属表面,磁力线平行于金属表面第24页,共68页,星期日,2025年,2月5日2.4复数形式的麦克斯韦方程2.4.1正弦电磁场的复数表示法2.4.2复数形式的Maxwell方程2.4.3复数形式和瞬时值形式的转换第25页,共68页,星期日,2025年,2月5日2.4.1正弦电磁场的复数表示法电路中正弦量有三要素:振幅、频率和相位。正弦电磁场也有三要素:振幅,频率和相位。第26页,共68页,星期日,2025年,2月5日复数表示电磁场随时间作正弦变化时,电场强度的三个分量可用余弦函数表示用复数的实部表示式中:称为时谐电场的复振幅第27页,共68页,星期日,2025年,2月5日故式中称为时谐电场的复矢量时谐场对时间的导数二、复数形式的麦氏方程由麦氏第一方程设为时谐场第28页,共68页,星期日,2025年,2月5日将对空间坐标的微分运算和取实部运算顺序交换约定不写出时间因子,去掉场量的下标和点,即得麦氏方程的复数形式同理其他三个麦氏方程

用复数形式研究时谐场称为频域问题。

复数公式与瞬时值公式有明显的区别,复数表示不再加点。第29页,共68页,星期日,2025年,2月5日1.复数式只是数学表达式,不代表真实的场,没有明确物理意义,2.实数形式代表真实场,具有明确物理意义;3.在某些应用条件下,如能量密度、能流密度等含有场量的平方关系的物理量采用复数形式可以使大多数正弦电磁场问题得以简化;(称为二次式),只能用场量的瞬时形式表示。说明:第30页,共68页,星期日,2025年,2月5日2.4.2复数形式的Maxwell方程第31页,共68页,星期日,2025年,2月5日2.4.3复数形式和瞬时值形式的转换若复数形式为:则瞬时值形式为:第32页,共68页,星期日,2025年,2月5日2.5坡印廷定理及坡印廷矢量2.5.1坡印廷定理坡印廷定理坡印廷矢量2.5.2正弦电磁场的坡印廷定理和坡印廷矢量电磁能量符合自然界物质运动过程中能量守恒和转化定律——坡印廷定理坡印廷矢量是描述电磁场能量流动的物理量。坡印廷定理(Poyntingtheorem)关于电磁场中能量流动的一个定理。1884年由J.H.坡印廷提出。他认为电磁场中的电场强度E与磁场强度H叉乘所得的矢量,即E×H,代表场中能流密度,即在单位时间内穿过垂直于此矢量方向的单位表面的能量。第33页,共68页,星期日,2025年,2月5日坡印廷定理在时变场中,能量密度为体积V内储存的能量为(1)(2)电场能量密度磁场能量密度第34页,共68页,星期日,2025年,2月5日代入式(3)得式(2)对t求导,则有矢量恒等式(3)MaxWell方程单位体积内的焦耳热损耗第35页,共68页,星期日,2025年,2月5日物理意义:穿入闭合面的电磁功率等于闭合面内电场能量和磁场能量随时间的变化率加上封闭面内的总损耗功率。坡印廷定理第36页,共68页,星期日,2025年,2月5日坡印廷矢量表示单位时间内流过与电磁波传播方向相垂直单位面积上的电磁能量,亦称为功率流密度,S的方向代表波传播的方向,也是电磁能量流动的方向。W/m2定义坡印廷矢量电磁波的传播第37页,共68页,星期日,2025年,2月5日2.5.2正弦电磁场的坡印廷定理和坡印廷矢量由前一小节定义的坡印廷矢量——坡印廷矢量的瞬时值对正弦电磁场,需讨论该量在一个周期内的平均值——平均坡印廷矢量正弦变化矢量式中为相应的复矢量虚部实部于是第38页,共68页,星期日,2025年,2月5日故其平均值平均坡印廷矢量与时间无关。第39页,共68页,星期日,2025年,2月5日主要内容Maxwell方程组、宏观电磁场的边界条件及坡印廷定理第二章麦克斯韦方程麦克斯韦方程组本构关系电磁场的边界条件复数形式的麦克斯韦方程坡印廷定理及坡印廷矢量第40页,共68页,星期日,2025年,2月5日补充

介质极化、磁化和传导电流分析介质的基本概念介质是