《电磁场》课程教学课件（PPT讲稿，电磁场与电磁波）第四章 时变电磁场

第四到 时变电嫩场 第四章 时变电磁场 Time-Varying Electromagnetic Field 序 电磁感应定律和全电流定律 电磁场基本方程、分界面上的衔接条件 动态位及其积分解 坡印廷定理和坡印廷矢量 正弦电磁场 电磁辐射 返回下页

第 四 章 时变电磁场 Time-Varying Electromagnetic Field 第四章 时变电磁场 下 页 电磁感应定律和全电流定律 正弦电磁场 序 电磁辐射 电磁场基本方程、分界面上的衔接条件 动态位及其积分解 返 回 坡印廷定理和坡印廷矢量

第四 时变电嫩场 4.0序 Introduction 在时变场中，电场与磁场都是时间和空间坐标 的函数；变化的磁场会产生电场，变化的电场会产 生磁场，电场与磁场相互依存构成统一的电磁场。 英国科学家麦克斯违将静态场、恒定场、时变 场的电磁基本特性用统一的麦克斯韦方程组高度概 括。麦克斯韦方程组是研究宏观电磁场现象的理论 基础。 返回 上页 下页

第 四 章 时变电磁场 4.0 序 Introduction 在时变场中，电场与磁场都是时间和空间坐标 的函数；变化的磁场会产生电场，变化的电场会产 生磁场，电场与磁场相互依存构成统一的电磁场。 英国科学家麦克斯韦将静态场、恒定场、时变 场的电磁基本特性用统一的麦克斯韦方程组高度概 括。麦克斯韦方程组是研究宏观电磁场现象的理论 基础。 返 回 上 页 下 页

第四章 时变电做场 时变场的知识结构框图： 高斯定律 磁通连续性原理 电磁感应定律 全电流定律 Maxwell方程组 坡印廷定理与坡印廷矢量 动态位A,0 正弦电磁场 分界面上衔接条件 达朗贝尔方程 电磁辐射、传输线及波导 返回 上页 下页

第 四 章 时变电磁场 时变场的知识结构框图： 返 回 上 页 下 页 高斯定律 磁通连续性原理 电磁感应定律 全电流定律 Maxwell方程组 坡印廷定理与坡印廷矢量 正弦电磁场 动态位A ,  分界面上衔接条件 达朗贝尔方程 电磁辐射、传输线及波导

第一四 时变电嫩场 4.1电磁感应定律和全电流定律 Faraday's Law and Ampere's Circuital Law 4.1.1电磁感应定律(Faraday's Law) 当与回路交链的磁通发生变化时，回路中会产生感 应电动势，这就是法拉弟电磁感应定律。 d 电磁感应定律：8= 负号表示感应电流产 生的磁场总是阻碍原磁场 的变化。 图4.1.1感生电动势的参考方向 返回上页下页

第 四 章 时变电磁场 4.1.1 电磁感应定律（Faraday’s Law） 当与回路交链的磁通发生变化时，回路中会产生感 应电动势，这就是法拉弟电磁感应定律。 电磁感应定律： d dt   = − 负号表示感应电流产 生的磁场总是阻碍原磁场 的变化。 Faraday’s Law and Ampere’s Circuital Law 4.1 电磁感应定律和全电流定律 图4.1.1 感生电动势的参考方向 返 回 上 页 下 页

第四 时变电做场 本章要求 ★深刻理解电磁场基本方程组的物理意义，其中 包括位移电流的概念； ★ 掌握动态位与场量的关系以及波动方程，理解 电磁场的滞后效应及波动性； *掌握电磁波的产生和传播特性。 返回 上页 下页

第 四 章 时变电磁场 本 章 要 求 深刻理解电磁场基本方程组的物理意义，其中 包括位移电流的概念； 掌握动态位与场量的关系以及波动方程，理解 电磁场的滞后效应及波动性； 掌握电磁波的产生和传播特性。 返 回 上 页 下 页

第四 时变电嫩场 根据磁通变化的原因，分为三类： 1.回路不变，磁场随时间变化 dΦ B 8= 一Jsat ds 又称为感生电动势，这是变压器工作的原理，亦称 为变压器电势。 it) u(t 图4.1.2感生电动势 返回上页下页

第 四 章 时变电磁场 1.回路不变，磁场随时间变化 d d d S t t    = − = −    B S 又称为感生电动势，这是变压器工作的原理，亦称 为变压器电势。 图4.1.2 感生电动势 根据磁通变化的原因，  分为三类： 返 回 上 页 下 页

第四 时变电做场 2.磁场不变，回路切割磁力线 dy e=- dr =,w×B)dl 称为动生电动势，这是发 电机工作原理，亦称为发 图4.1.3 动生电动势 电机电势。 3.磁场随时间变化，回路切割磁力线 、 手出-1 dΦ _.ds 返回 上页]下页

第 四 章 时变电磁场 2.磁场不变，回路切割磁力线 d ( ) d d l e t  = − =    ν B l 称为动生电动势，这是发 电机工作原理，亦称为发 图4.1.3 动生电动势 电机电势。 返 回 上 页 下 页 3.磁场随时间变化，回路切割磁力线 d ( ) d d d l S t t    = − =   −     B ν B l S

单选题1分 ⊙设置 电磁感应定律表明，当与回路交链的磁通发生变化时， 回路即使是棉线材质，其中也会产生感应电动势。 正确 B 错误 无法确定 提交

第 四 章 时变电磁场 电磁感应定律表明，当与回路交链的磁通发生变化时， 回路即使是棉线材质，其中也会产生感应电动势。 正确 错误 无法确定 A B C 提交 单选题 1分

时变电做场 实验表明：只要与回路交链的磁通发生变化，回路中 就有感应电动势。与构成回路的材料性质无关（甚 至可以是假想回路)，当回路是导体时，有感应电流 产生。 返回 上页下页

第 四 章 时变电磁场 实验表明：只要与回路交链的磁通发生变化，回路中 就有感应电动势。 与构成回路的材料性质无关（甚 至可以是假想回路），当回路是导体时，有感应电流 产生。  返 回 上 页 下 页

第四1 时变电嫩场 4.1.2感应电场 i(Inducted Electric Field 麦克斯韦假设，变化的磁场在其周围激发着一种 电场，该电场对电荷有作用力（产生感应电流），称 之为感应电场。 s=∮B OB ∮Edl=∫W×E,)ds 81 」晋dsw8 aB V×E +Vx(vxB) 图4.1.4变化的磁场 产生腿应电场 aB 在静止媒质中 V×E=- 8t 感应电场是非保守场，电力线呈闭合曲线返回上页 下页

第 四 章 时变电磁场 4.1.2 感应电场（Inducted Electric Field） 麦克斯韦假设，变化的磁场在其周围激发着一种 电场，该电场对电荷有作用力（产生感应电流），称 之为感应电场 。 i i d ( ) d d ( ) d l s l t  =     = −  +        E l E S B S ν B l i ( ) v t   = − +    B E B 图4.1.4 变化的磁场 产生感应电场 在静止媒质中 i d l  =   E l 感应电场是非保守场，电力线呈闭合曲线返 回 上 页 下 页 i t   = −  B E