準(zhǔn)靜態(tài)電磁場(chǎng)ppt課件.ppt

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1、?電準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)——Electroquasitatic簡(jiǎn)寫EQS磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)——Magnetoquasistatic簡(jiǎn)寫MQS?任意兩種場(chǎng)之間的空間尺度和時(shí)間尺度沒有絕對(duì)的分界線。?工程應(yīng)用（電氣設(shè)備及其運(yùn)行、生物電磁場(chǎng)等）5.8準(zhǔn)靜態(tài)電磁場(chǎng)準(zhǔn)靜態(tài)電磁場(chǎng)（低頻）時(shí)變電磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)場(chǎng)（高頻）電準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)似穩(wěn)場(chǎng)（忽略推遲效應(yīng)）電磁波具有靜態(tài)電磁場(chǎng)的特點(diǎn)15.8.1電準(zhǔn)靜態(tài)電磁場(chǎng)特點(diǎn)：電場(chǎng)的有源無旋性與靜電場(chǎng)相同，稱為電準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)（EQS）。用洛侖茲規(guī)范，得到動(dòng)態(tài)位滿足的微分方程低頻時(shí)，忽略二次源的作用，即電磁場(chǎng)基本方程為電場(chǎng)呈近似無旋2例5.8.1有一圓形平行板電容器，極板半徑a=10cm。邊緣效應(yīng)可

2、以忽略?，F(xiàn)設(shè)有頻率為50Hz、有效值為0.1A的正弦電流通過該電容器。求電容器中的磁場(chǎng)強(qiáng)度。解：電容器中位移電流密度為式中電流A。設(shè)圓柱坐標(biāo)系的z軸與電容器的軸線重合。由全電流定律有圖5.8.1兩圓電極的平板電容器0=g3低頻時(shí)，忽略二次源的作用，即，電磁場(chǎng)基本方程為特點(diǎn)：磁場(chǎng)的有旋無源性與恒定磁場(chǎng)相同，稱為磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)（MQS）。用庫侖規(guī)范，得到動(dòng)態(tài)位滿足的微分方程5.8.2磁準(zhǔn)靜態(tài)電磁場(chǎng)4·EQS和MQS場(chǎng)中，同時(shí)存在著電場(chǎng)與磁場(chǎng)，兩者相互依存。·EQS場(chǎng)的電場(chǎng)與靜電場(chǎng)滿足相同的基本方程，在任一時(shí)刻t，兩種電場(chǎng)的分布一致，解題方法相同。EQS的磁場(chǎng)按計(jì)算。·MQS的磁場(chǎng)與恒定磁場(chǎng)滿足相同的基

3、本方程，在任一時(shí)刻t，兩種磁場(chǎng)的分布一致，解題方法相同，MQS的電場(chǎng)按計(jì)算。b）（EQS）和（MQS），表明E不相同。a）A的散度不同，A必不相同，也不相同；EQS與MQS的共性與個(gè)性·滿足泊松方程，說明EQS和MQS忽略了滯后效應(yīng)和波動(dòng)性，屬于似穩(wěn)場(chǎng)。·在兩種場(chǎng)中滿足相同的微分方程，描述不相同的場(chǎng)，為什么？5在時(shí)變場(chǎng)中，位移電流是否可忽略，除考慮位移電流與傳導(dǎo)電流的相對(duì)大小外，還可以根據(jù)其它條件來判斷。似穩(wěn)場(chǎng)判別條件：(1)對(duì)于導(dǎo)體內(nèi)的時(shí)變電磁場(chǎng)來說，忽略位移電流的條件是或例：純金屬，則(2)對(duì)于理想電介質(zhì)中的時(shí)變電磁場(chǎng)而言，因無傳導(dǎo)電流，位移電流是否可忽略則由場(chǎng)點(diǎn)與源點(diǎn)之間的距離所滿足的條

4、件決定。假定在場(chǎng)源處產(chǎn)生了隨時(shí)間作正弦變化的電場(chǎng)，那么在與場(chǎng)源相距處的電場(chǎng)對(duì)時(shí)間的相依關(guān)系如下如果忽略推遲效應(yīng)，則要求或即65.8.3磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)與電路在MQS場(chǎng)中，即，故有即電路的基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律可表述為：任一瞬時(shí)任一節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和恒等于零。即流入該節(jié)點(diǎn)的電流必等于流出的電流，即圖5.8.2節(jié)點(diǎn)電流7時(shí)變場(chǎng)中電容（EQS）電阻（MQS）電感（MQS）電源有即電路的基爾霍夫電壓定律基爾霍夫電壓定律指出：任一瞬時(shí)網(wǎng)絡(luò)中任一回路內(nèi)部的電壓降的代數(shù)和恒等于零，即圖5.8.3環(huán)路電壓8例5.8.2用磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)的方法處理同軸電纜內(nèi)的電磁問題。解：考慮一根同軸電纜傳送交變的電磁功率，假如

5、從電源到負(fù)載的距離遠(yuǎn)小于六分之一波長(zhǎng)。忽略邊緣效應(yīng),同軸線中的電場(chǎng)、磁場(chǎng)強(qiáng)度分別是：內(nèi)外導(dǎo)體之間的坡印亭矢量是同軸線傳輸?shù)钠骄β蕬?yīng)是坡印亭矢量在內(nèi)外導(dǎo)體之間橫截面上的面積分，即圖5.8.4同軸線中的磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)9圖5.8.4同軸線中的磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)說明：因?yàn)樵诖艤?zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)中說明E和積分路徑有關(guān)。電壓的概念只適用于同軸線的同一個(gè)橫截面上的兩點(diǎn)。只有在同軸線的同一個(gè)橫截面上才有。10試證明在MQS場(chǎng)中，滿足和證明：在MQS場(chǎng)中證明：在EQS場(chǎng)中即同理即取洛侖茲規(guī)范有證畢。同理取得證畢。和試證明在EQS場(chǎng)中，滿足取庫侖規(guī)范有11