第十二章—變化的磁場和變化的電場安培環(huán)路定理在非穩(wěn)定條件下的困難對穩(wěn)恒電流對S1面對S2面？變化磁場產(chǎn)生感生電場變化電場產(chǎn)生磁場

為了在形式上保持定理成立，麥克斯韋擴(kuò)充了電流的概念，引入位移電流。2023/8/7§12.5麥克斯韋電磁理論簡介第十二章—變化的磁場和變化的電場一.位移電流假設(shè)非穩(wěn)恒電路中，在傳導(dǎo)電流中斷處必發(fā)生電荷分布的變化——極板上電荷的時(shí)間變化率?電荷分布的變化必引起電場的變化電位移通量?(以平行板電容器為例)——位移電流(變化的電場等效為一種電流)2023/8/7§12.5麥克斯韋電磁理論簡介第十二章—變化的磁場和變化的電場電位移通量的變化率等于傳導(dǎo)電流強(qiáng)度一般情況位移電流——位移電流位移電流與傳導(dǎo)電流連接起來恰好構(gòu)成連續(xù)的閉合電流麥克斯韋提出全電流的概念

在普遍情形下，全電流在空間永遠(yuǎn)是連續(xù)不中斷的，并且構(gòu)成閉合回路。?2023/8/7§12.5麥克斯韋電磁理論簡介第十二章—變化的磁場和變化的電場(全電流安培環(huán)路定理)

麥克斯韋將安培環(huán)路定理推廣若傳導(dǎo)電流為零（變化電場產(chǎn)生磁場）

位移電流、傳導(dǎo)電流的比較相同點(diǎn)：激發(fā)磁場的規(guī)律相同不同點(diǎn)：(1)產(chǎn)生機(jī)理不同(2)存在條件不同（右旋的渦旋磁場）位移電流可以存在于真空中、導(dǎo)體中、介質(zhì)中(3)位移電流沒有熱效應(yīng)，傳導(dǎo)電流產(chǎn)生焦耳熱2023/8/7§12.5麥克斯韋電磁理論簡介第十二章—變化的磁場和變化的電場例設(shè)平行板電容器極板為圓板，半徑為R，兩極板間距為d,用緩變電流IC

對電容器充電解任一時(shí)刻極板間的電場

極板間任一點(diǎn)的位移電流由全電流安培環(huán)路定理求

P1,P2點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度2023/8/7§12.5麥克斯韋電磁理論簡介第十二章—變化的磁場和變化的電場二.麥克斯韋方程組1.電場的高斯定理2.磁場的高斯定理靜電場是有源場感應(yīng)電場是渦旋場傳導(dǎo)電流、位移電流產(chǎn)生的磁場都是無源場——系統(tǒng)介紹了電場和磁場的基本性質(zhì)和規(guī)律。2023/8/7§12.5麥克斯韋電磁理論簡介第十二章—變化的磁場和變化的電場3.電場的環(huán)路定理——法拉第電磁感應(yīng)定律4.全電流安培環(huán)路定理靜電場是保守場，變化磁場可以激發(fā)渦旋電場傳導(dǎo)電流和變化電場可以激發(fā)渦旋磁場四個(gè)方程稱為麥克斯韋方程組的積分形式。麥克斯韋方程組能完全描述電磁場的動(dòng)力學(xué)過程。2023/8/7§12.5麥克斯韋電磁理論簡介第十二章—變化的磁場和變化的電場麥克斯韋的貢獻(xiàn)：完善了宏觀的電磁場理論：

四個(gè)微分方程在確定的邊界條件下聯(lián)合求解上述方程，原則上可解決電磁場的一般問題。三個(gè)介質(zhì)方程2.愛因斯坦相對論的重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)2023/8/7§12.5麥克斯韋電磁理論簡介第十二章—變化的磁場和變化的電場3.預(yù)言電磁波的存在由微分方程出發(fā)在各向同性介質(zhì)中且在情況下滿足的微分方程形式是波動(dòng)方程——波動(dòng)方程的形式對沿x

方向傳播的電磁場(波)有1886年赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋的預(yù)言。