北京航空航天大学电磁场理论课件第1讲 绪论
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本讲内容要点1)电磁场的复数表示方法2)磁荷与磁流的引入3)对偶性原理4)边界条件5)Poyinting定理第1章 电磁场理论基础A .Maxwell 方程组)4( 0)3( )2( )1( =⋅∇=⋅∇∂∂+=×∇∂∂−=×∇B D D J H B E ρtt)/)/),/( )( )/( )( )/( )/( 3222m C m A T m Wb m C m A m V 体电荷密度(体电流密度(磁通密度磁感应强度电通密度电位移矢量磁场强度电场强度======ρJ B D H E第一个方程是Faraday 定律;第二个方程是Ampere 定律(增加了位移电流项);第三个与第四个方程分别是电场和磁场的Gauss 定理 (分别从Coulomb 定律Biot-Savart 定律推出)。
/t ∂∂D1) 电流连续性方程 (或电荷守恒定理):0=∂∂+⋅∇t ρJ(5)静电场问题:使用 (1) and (3) ()0/=∂∂t B 静磁场问题:使用 (2) and (4) ()0/=∂∂t D 时变场问题:使用 (1) and (2) (with (5))2) 本构关系 (constitutive relations)}{B E,}{H D,是力学可观察量,反映媒质特性。
它们之间存在一定的联系,称为本构关系。
在真空中⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧×===×≈×===−−−(H/m) 104 ,(F/m) 1036110854.8 ,70091200πμμπεε真空磁导率)真空介电常数(电容率H B E D (6) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧Ω≈≈==×≈==)( 377120(m/s) 1031000800πεμμε自由空间波阻抗真空光速Z c (6) 通常所遇到的媒质为各向同性媒质, 且不随时间变化, 本构关系为:⎩⎨⎧=+=+==+=+=HH M H B E E P E D r m r e μμχμμεεχεε000000)1()()1( (7) ⎩⎨⎧====相对磁导率磁化强度相对介电常数电极化强度r r με , ,M P 如果介电常数和磁导率随时间(频率)变化, 称为色散媒质; 对于各向异性媒质(如晶体), 介电常数和磁导率为张量(矩阵形式); 还有些媒质的电极化强度与磁场有关, 或磁化强度与电场有关。