山东理工大学：《电磁场与电磁波》课程教学资源（工程电磁场导论）第四讲 时变电磁场（PPT讲稿）

电磁场与电磁波第四讲基于麦克斯韦方程认识应用实际问题一一一时变电磁场+山东理工大学电气与电子工程学院

电磁场与电磁波第四讲 基于麦克斯韦方程认识应 用实际问题-时变电磁场 山东理工大学 电气与电子工程学院

2认识电磁问题的基本出发点和强制条件条件出发点Maxwell方程组本构关系边界条件OEaD x(H-H,)=jVxH=j+D8EataBBuHé, x(E -E,)= 0VxE一at1OEé. ·(B - B,)= 0V.B=0é·(D-D)=psV.D=pa.é, -(Ji - J2) =PatOt

2 2 认识电磁问题的基本出发点和强制条件            =  =    = −    = + D  B t B E t D H J        0 t J     = −   出发点 Maxwell方程组 条 件 本构关系 边界条件 D E B H J E    = = =      1 2 1 2 1 2 1 2 ( ) ( ) 0 ( ) 0 ( ) n S n n n S e H H J e E E e B B e D D   − =  − =  − =  − =        (J J ) 1 2 n S e t    − = − 

3分类认识电磁问题按时间变化情况O0￥0Catat电磁波静态电磁场

3 3 分类认识电磁问题 静态电磁场 0 t  =  0 t    电磁波 按时间变化情况

分类分析时变电磁场问题共性问题个性问题电磁波的电磁波的电磁波的o-0主传输at辐射典型代表1波导均匀平面波天线...第4章第8章第9章第6、7章

4 4 分类分析时变电磁场问题 第4章 电磁波的 典型代表 电磁波的 传输 共性问题 个性问题 电磁波的 辐射 第6、7章 第8章 第9章 均匀平面波 波导 天线. 0 t   

5分类分析时变电磁场问题个性问题共性问题(00at第4章

5 5 分类分析时变电磁场问题 第4章 共性问题 个性问题 0 t   

6面对的问题？分析方法？关联的一般性物理问题？典型问题的应用？

6 6 面对的问题？ 分析方法？ 关联的一般性物理问题？ 典型问题的应用？

面对的问题：存在什么源？在何媒质环境中？分析方法?关联的一般性物理问题？60典型问题的应用？

7 7 面对的问题： ⚫ 存在什么源？ ⚫ 在何媒质环境中？ 分析方法？ 关联的一般性物理问题？ 典型问题的应用？

8Maxwell方程组单一媒质空间aDVxH=JECataBuHVxEtOEV.B=0V.D=pat

8 8            =  =    = −    = + D  B t B E t D H J        0 t J     = −   Maxwell方程组 单一媒质空间 D E B H J E    = = =     

9波动方程电场和磁场分别满足的方程麦克斯韦方程组波动方程：a?Eaj?E-μsVPuOt?ata?HV?HV×J-Ot?时变电场和磁场以波的形式存在无源区的波动方程a?Eα?H?E-μc?-e0= 0at?at?

9 9 波动方程 无源区的波动方程 麦克斯韦方程组 波动方程: 电场和磁场分别满足的方程 2 2 2 J H H t    − = −   2 2 2 E J 1 E t t        − = +    2 2 2 0 E E t    − =  2 2 2 0 H H t    − =  时变电场和磁场以波的形式存在

10推证OEOEVxH=j+&X=J+XatataHVxE=-μaatV(V.H)-V"H=-μe+V×Jat2V.H=OX1V.E二一Pa?H?H-e-V×Jat?同理可得a?EaJ?E-sVpOt?at810

10 10 2 2 2 J H H t    − = −   2 2 2 E J 1 E t t        − = +    2 2 ( ) J H H H t       −  = − +    2 J+ ( ) E H t       =      J 0 1 Ε H t H Ε t H Ε         = +      = −     =     =  同理可得 推证