电磁场导论总复习 ppt课件

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电磁场与电磁波期末复习知识点归纳课件

01
02
03
无线通信
电磁波用于无线通信，如手机、无线网络和卫星通信。
雷达技术
电磁波用于探测、跟踪和识别目标，广泛应用于军事和民用领域。
电磁兼容性
电磁波可能干扰其他电子设备的正常工作，需要采取措施确保兼容性。
THANKS
感谢观看
03
高强度的电磁波照射会使生物体局部温度升高，可能造成损伤。
对材料的影响
电磁感应
电磁波在导电材料中产生感应电流，可能导致材料发热或产生磁场。
电磁波吸收与散射
某些材料能吸收或散射电磁波，用于制造屏蔽材料或隐身技术。
电磁波诱导材料结构变化
长时间受电磁波作用，某些材料可能发生结构变化或分解。
对信息传输的影响
电磁场与电磁波期末复习知识点归纳课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目录
• 电磁场与电磁波的基本概念 • 静电场与恒定磁场 • 时变电磁场与电磁波 • 电磁波的传播与应用 • 电磁辐射与天线 • 电磁场与电磁波的效应
01
电磁场与电磁波的基本概念
电磁场的定义与特性
总结词
描述电磁场的基本特性，包括电场、磁场、电位移矢量、磁感应强度等。
电磁波的折射
当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象，折射角与入射角的关系由斯涅尔定律确定。
电磁波的散射与吸收
电磁波的散射
散射是指电磁波在传播过程中遇到障碍物时，会向各个方向散射，散射强度与障碍物的尺寸、形状和介电常数等因素有关。
电磁波的吸收
不同介质对不同频率的电磁波吸收能力不同，吸收系数与介质的电导率、磁导率和频率等因素有关。
微波应用
微波广泛应用于雷达、通信、加热等领域，如微波炉利用微波的能量来加热食物。

电磁场和电磁波复习基本脉络PPT课件

1 2
0 E 2 S (d
d )
0
SU
ps1
Per
ra
(D 0E)
ra
(1 0 )q 2 (1 2 )a2
ps 2
( 2 0 )q 2 (1 2 )a2
在外导体表面处，极化电荷面密度为
ps1
P er
r b
(1 0 )q 2 (1 2 )b2
ps 2
P er
r b
( 2 0 )q 2 (1 2 )b2
例其中4：K为一一个常半数径。为(a1、)计介算电束常缚数电为荷的体均密匀度介和质面球密内度的极(化2)强计度算自P 由 e电r Kr荷密，度 (3)计算球内、外的电场和电位分布。
2
r E2dr
KR dr RK r 0 ( 0 ) r 2 0 ( 0 )r
例5：两同轴圆柱面之间，0<<0部分填充介质电常数为的介质，求单位长度电容。
解：根据边界条件，在两种介质的分界面处，有
E1t
E 2t
E
设同轴线单位长度带电l，可以用高斯定理解得：
D dS s
S1 D1dS
N( 牛顿)
点电荷: 点电荷系:
E p (r)
q
40r 2
er
E(r)
1
4 0
N k 1
qk Rk 2
e
k
体电荷分布:
E(r)
1
4 0
(r' )(r r' )
V '
r r' 3 dV '
面电荷分布:
1 (r' )
E(r)
4 0
s'
R2

电磁学内容总结PPT课件

电磁感应习题课
【例4】如图所示( t=0 时刻)，一无限长直导线与一矩形线圈共面，直导线中通有电流 I=I0e-kt ( I0、k 为正常数），矩形线圈以速度 v 向右作平动，求任一时刻 t 矩形线圈中的感应电动势。
解：建立坐标系，求任一时刻通过线圈的磁通量
B
d avt 0 I bdx d vt 2x
I0
Id
D r0E
B r0H
D
Id S t dS
I0
dq0 dt
第13页/共38页
积分形式
D dS 0dV
S
E
dl
V B
dS
L
S t
B dS 0
S
L
H
dl
S
J0
dS
S
D t
dS
微分形式
D 0
E
B
t
B 0
H
J0
D t
第14页/共38页
全电流安培环路定理
H dl
L
s
(
j0
D t
)
dS
第12页/共38页
8. 麦克斯韦方程组的积分形式和微分形式，平面电磁波的性质
➢ 静电场高斯定理 ➢电场环流定理
S D dS q0 q0i
L E dl
S
B t
dS
➢ 磁场高斯定理
B dS 0
S
➢ 安培环路定理
H dl
L
0bI0ekt ln d a vt
2
d vt
0bI0kekt ln d a vt
2
d vt
0bvI0ekt ( 1
1)
2
d vt d a第28v页t/共38页

电磁场理论期末复习总结PPT课件

v
dS
4 S r r
(r , t) 1
4
l
r r
l r, t
v
dl
r
r
r r
A(r ,t)
I r,t
v
4 l r
dl
r
能量密度与能流密度矢量
电场能量密度损耗功率密度
we (r,t)
1 2
E2
(r,t)
pl (r,t) E2 (r,t)
磁场能量密度
wm(r,
l
J dl 0
J1t J2t 1
E1t E2t
2
J dS 0 S J1t J2t 1 2
J1n J2n
J1nJ2n
1E1n 2 E2n
J1n1 J2n 2
J1t
J2t
分界面上的自由电荷面密度为
s en • (1 E1 2 E2 ) en •
(
1
J1
1
2
J2
2
)
J
US
U
2, 2
d2 电容器漏电导
G I2σ 1 1 1 2 S U d1 2
若d1=d2=d/2则计算平板电容器在静电场中的电容：
d21
G 121 2S2 d
C q
q
q
1 2
U E1d1 E2 d2 D d D d (12q
1 2 2 2 2 )Dd
存在比拟关系：
1 2 (12q
0 dWm Fdl
由于各个回路的磁通未变，因此，各个回路位移过程中不会产生新的电动势，因而外源
作的功为零。即
求得常磁通系统中广义力为
FWm l
常数
12 12

《电磁场总结》PPT课件_OK

工程电磁场导论：恒定磁场
恒定磁场总结
• 可以通过与静电场类比来加深对磁场的认识。
1）磁场中，与电场中电荷的地位相当的概念是什么？
静电场
场源静特磁点场
点电荷
电流元
q
1
工程电磁场导论：恒定磁场
2）磁场中，与电场的 Coulomb 定律相当的定律是什么？
静电场
静磁场基本实验规律
R 的方向由源点指向场点
静电场
场的静能磁量场
13
工程电磁场导论：恒定磁场
静电场
场静力磁场
14
静电场的矢量位不存在；场散度不同
静磁场的矢量位普遍存在，无实在意义。
7
工程电磁场导论：恒定磁场
静电场
有介静质磁存场在
基本响应单元
基本响应单元
电偶极矩
分子环流
极化
响应程度量磁化
响应效果量
E E0 E
B B0 B
8
工程电磁场导论：恒定磁场
静电场
有介静质磁存场在
普遍成立规律 D、E 描述电场完备描H述、B 描述磁场
2
工程电磁场导论：恒定磁场
静电场
场量静特磁性场
场的特征相同
3
工程电磁场导论：恒定磁场
静电场
场旋静度磁特场性
E 和 φ 之间互求
4
工程电磁场导论：恒定磁场
静电场
场散静度磁特场性
5
工程电磁场导论：恒定磁场
静电场
标量静位磁问场题特定条件除去电流回路曲面
6
工程电磁场导论：恒定磁场静电场的标量位普遍存在，有实在意义；场旋度不同静磁场的标量位特殊存在，无实在意义。
特定实验规律

【精品】电磁场课件资料PPT课件

2
当 =0时 2 0
泊松方程拉普拉斯方程
2
—拉普拉斯算子 2 2 2 2 x2 y 2 z 2
➢所有静电场问题的求解都可归结为在一定条件下寻求
泊松方程或拉普拉斯方程的解的过程。
1.4.2 边值问题（Boundary Problem)
微分方程
泊松方程 2＝－ / 拉普拉斯方程 2＝0
电磁场课件资料
1.2.2 静电场中的电介质
无极性分子
电介质的极化
有极性分子
➢电介质在外电场作用下发生极化，形成有向排列的电偶极子，
并在电介质内部和表面形成极化电荷。
用极化强度 P 表示电介质的极化程度，即
P
lim
V 0
p
V
C/m2 电偶极矩体密度
式中， p为体积元 V内电偶极矩的矢量和，P 的方向从负极化电荷指向
代入通解
图1.5.3 接地金属槽内
(x, y) 4U0 1 sin( nπ x)sh( nπ y) 的等位线分布
π n1 nshnπ a
a
n＝奇数
例1.5.2 垂直于均匀电场 E 放置一根无限长均匀介质圆柱棒，试求
圆柱内外和 E 的分布。
解：1）取圆柱坐标系，边值问题
均匀电场中的介质圆柱棒
给定空间某一区域内的电荷分布（或无电荷），
同时给定该区域边界上的电位或电场（边值，或称边
界条件），在这种条件下求该区域内的电位或电场强
度分布。
y
100V
例：试求长直接地金属槽内电位的分布。
接地金属槽的截面
1.4.1 泊松方程与拉普拉斯方程
E 0
E
DE
D
E E E

大学物理电磁学总结(精华)ppt课件(2024)

34
创新实验设计思路分享
组合实验法
将多个相关实验进行组合设计，以提高实验效率和准确性。
对比实验法
通过对比不同条件下的实验结果，探究物理现象的本质和规律。
仿真模拟法
利用计算机仿真技术模拟实验过程，以降低成本和提高安全性。
2024/1/28
改进测量方法
针对传统测量方法的不足之处进行改进和创新，提高测量精度和效率。
2024/1/28
23
自感和互感现象分析
自感现象是指一个线圈中的电流发生变化时，在线圈自身中产生感应电动势的现象。
互感现象是指两个相邻的线圈中，一个线圈中的电流发生变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象。
2024/1/28
自感和互感现象的产生都与磁场的变化有关，它们是电磁感
应现象的重要组成部分。
麦克斯韦方程组可以推导出电磁波的存在和传播，是无线通信的理论基础。
18
电磁波产生条件与传播方式
01
02
03
电磁波产生的条件是变化的电场或磁场，即振荡电路中的电荷或电流
。
电磁波的传播方式是横波，电场和磁场相互垂直且与传播方向垂直。
电磁波在真空中的传播速度等于光速，且在不同介质中的传播速度不
7
02
静电场与恒定电流
2024/1/28
8
静电场中的导体和电介质
静电场中的导体特性
静电感应现象
静电平衡条件
2024/1/28
9
静电场中的导体和电介质
导体表面电荷分布
电介质极化现象
电偶极子概念
2024/1/28
10
静电场中的导体和电介质
电介质极化机制

电磁场讲义.ppt

第一章矢量分析
❖ 场：物理量数值的无穷集合表示一种场。例温度场 T r,t 与空间 r 、时间 t 有关。
场重要属性：占有空间。
• 静态场：与时间无关.
• 动态场或时变场：与空间和时间有关。
• 标量场：只需用标量函数描绘的场。例：T、t、、。
• 矢量场：需要物理矢量描绘的场。例：力场 F ，流速场 v 。
无线电远距离传播。 1894年无线电报 1906年无线电广播 1911年导航 1916年无线电话
6 2020/10/6 Jin Jie
前言
1921年短波通信 1923年传真 1929年电视 1933年微波通信 1935年雷达近代：无线电遥测、遥控、卫星通信、光纤通信、移动通信等。
❖ 学习时抓概念，掌握公式、定理，灵活运用，独立完成习题；注意总结与归纳。做课堂笔记。
四、参考书
•电磁场理论基础牛中奇著电子工业出版社
•电磁场理论基础陈重著北京理工大学
•电磁场与波
冯恩信著西安交通大学
•电磁场与电磁波郭辉萍著西安电子科技大学
•电磁学专题研究陈秉乾著高教出版社
•电磁场与电磁波教学指导书赵家升等著高教出版社
(直角坐标系)
矢量场强处场线稠密；弱处场线稀疏。场线上的切线方向代表该处矢量场的方向。
14 2020/10/6 Jin Jie
第一章矢量分析
1.2 矢量与矢量场的不变特性（指与坐标系关系）
(1)空间点的曲线坐标与坐标系
空间中任一点与有序数的曲线坐标。
一一对应，则称
坐标曲线相互正交，且符合右手定则，即
8 2020/10/6 Jin Jie
第一章矢量分析

期末总复习(电磁学).ppt

(1)一段直线电流:
B
0I 4a
(cos1
cos 2 )
2
r2
(2)无限长直线电流: B 0I 2a
IP 1 r1
(3)圆形线电流中心轴线上:
B
0 IR2
2( R2 x2 )3/ 2
0 IR2 2 (R2 x2 )3/ 2
0m
2 (R2 x2 )3/2
圆心处: B 0I
2R
(4)长直螺线管内部:
2.一无限大带电平面(σ)，在其上挖掉一个半径为R的圆洞，求通过圆心O并垂直圆面轴线上一点P（OP＝x）处的场强。
解:采用挖补法,总场看成由无限大带
电平面(电荷面密度为σ)与带电圆盘 (面密度为-σ)叠加的结果:
E （1 x ）
2 0 2 0
x2 R2
σx
2 0 x2 R2
Rx x
沿顺时针方向旋转，直至电矩 p 沿径向朝外而停止。沿顺时针方向旋转至电矩 p 沿径向朝外，同时沿电力线
√(D)
远离球面移动。沿顺时针方向旋转至电矩
p 沿径向朝外，同时逆电力线方
向向着球面移动。
r
p
4、一半径为 R 的均匀带电圆盘，电荷面密度为σ．设无穷远
处为电势零点，则圆盘中心O点的电势 Uo ＝ R 2 0 ．
Q
40r r 2
4 r2 d r
R2 R1
Q2
80r r2
dr
Q2
8 0 r
1 R1
1 R2
或者根据球形电容器： C 4 0R1R2
R2 R1
W
Q2 2C
Q2 2
R2 R1
4 0 r R1R2
Q2
8 0 r

电磁场导论总复习

分别求这些基本物理量 3.验证答案是否正确（简单验证）
例：同轴电缆内外导体半径分别为R1和R2长度为l，中间为线
性各向同性电介质，电容率。已知内外导体间的电压为U，
求：外导体单位面积所受的电场力
解：1.已知条件显化：
①电荷轴对称→等位面同轴圆柱面→E 只有er 方向分量且只与r有关 ②同轴电缆无限长E与z无关 2.由已知条件和要求解的问题确定解题方法并求解 ①定位静电场→虚位移法→确定主要计算公式
电力线微分方程： E dl = 0
由E= 可知：等位面与电力线处处正交（垂直）等电位面越密处，电场强度越大
2-3 静电场的边值问题
泊松方程
2
场域边界、自然边界、介质分界面衔接条件
2 1
与E1t=E2t等效
1n12n2 与D2nD1n= 等效
当电荷分布在有限区域，场域延伸到无限远处时， 0。称为自然边界条件。
f We g qk 常数
f We g k 常数
a:
We
1 2
n 1
kqk
1
b:
We
2
EDdV
V
② 分解：a: 求qk
b:求E
a: 解：设内导体表面带电量为q
由于
由
DdSq
S
得
D
q
2rl
er
ED 2(2q0)rler4q 0rler
U R 2E d lq R 2d rqln R 2
D2 n –D1 n =
5.2 坡印亭定理与坡印亭矢量
VE eJ d V W tVJ2d V S (E H )d S
电源提供的电磁功率（VA）
物理意义
电磁场储能增加率（J/S）

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f We g qk 常数
f We gppt课件k 常数
3
a:
We
1 2
n 1
k qk
b:
We
1 2
EDdV
V
② 分解：a: 求qk
b:求E
a: 解：设内导体表面带电量为q
由于
由
DdSq
S
得
q
D 2r l er
Dq
q
E2(20)rler40 rler
U R 2E d lq R 2d rqln R 2
《电磁场导论》总复习
两条主线：一：解题方法祥述二：各章基础知识复习
一.
1.已知条件显化：
两大类已知条件：题目叙述中给定的；
题目中未给出需显化；
须显化的已知条件：
①分析模型的物理过程得到的已知条件
②隐含的已知条件：自然边界条件；零电位点
ppt课件
1
2.确定解题方法，然后求解 ①给题目定位：由已知条件和要求解的问题定位。 ②选择方法，确定主要计算公式原则：自己熟练的方法；比较而言简单； ③分解：主要公式中需要哪些基本物理量；
D=E
B=H
JC=E
补充说明：物质的极化和磁化（参书）
Байду номын сангаас
ppt课件
20
第二章静电场 D/ t=0, B/ t=0
2-1 基本方程及其微分形式
一.高斯通量定理的微分形式
divD = 用哈密顿算子表示
D =
高斯通量定理的微分形式，表明静电场是有散场。
SDdSVdV
二. 环路定理的微分形式
rot E = 0 或
R 1
40 lR 1 r 40 l R 1
ppt课件
4
故内导体的自由电荷量
D E
20 U
r ln R2
er
R1
WelU2 lnR2
R1
q 40lU
lnR2 R1
E
U r ln R 2
er
R1
b:解：只与r有关，与无关、与z无关。
介质中无电荷分布，满足2=0，
在圆柱坐标系下展开简化为
ppt课件
二.电场强度
E(x,y,z,t)lim F(x,y,z,t)
q 0
q
ppt课件
14
电场强度是一个矢量，方向：正电荷在该点所受电场力的方向大小：单位正电荷在该点所受的电场力
单位：在力学上为N/C，电磁学中为V/m
点电荷q产生的电场
E
q
40r 2
er
静电场中两点间的电压
B
UAB
Edl
A
三. 电位移矢量
对于铁磁物质 0，且非线性；
顺磁和抗磁物质 0
ppt课件
18
1-4 电磁场基本方程组
lH dlS(JC D tv)dS M1方程
lEdlSB t dS
M2方程
SBdS 0
SDdSVdV
电磁场基本方程组的意义
ppt课件
19
一般媒质的本构关系为
D=0E+P
B=0(H+M)
对于线性、各向同性媒质为
分别求这些基本物理量 3.验证答案是否正确（简单验证）
ppt课件
2
例：同轴电缆内外导体半径分别为R1和R2长度为l，中间为线
性各向同性电介质，电容率。已知内外导体间的电压为U，
求：外导体单位面积所受的电场力
解：1.已知条件显化：
①电荷轴对称→等位面同轴圆柱面→E 只有er 方向分量且只与r有关 ②同轴电缆无限长E与z无关 2.由已知条件和要求解的问题确定解题方法并求解 ①定位静电场→虚位移法→确定主要计算公式
一般：电磁场+Maxwell方程微分形式（电磁场、准静态场、平面电磁波。第5、6、7章）
各章的基本框架：Maxwell方程积分形式
ppt课件
9
第一章‘电磁场的物理基础’的基本框架
产生电磁场的源：电荷密度与电流密度
描述磁场的基本物理量：电场强度电位移矢量（考虑电介质的极化）
描述磁场的基本物理量：磁感应强度磁场强度（考虑磁介质的磁化）
R1
C2
U ln R2
ln R2
R1
l nU R2lnrln U R2lnR2l nU R2lnR r2
R1
R1
R1
Erer
U rlnR2
er
R1
WelU2 lnR2
R1
ppt课件
7
ppt课件
8
二.本书内容概要：
基本框架：一般→特殊→一般
一般：基础知识+Maxwell方程积分形式（第1章） ↓
特殊：稳态场（静电场、恒定电场、恒定磁场。第2、3、4章） ↓
麦克斯韦方程组：电磁场的基本方程组
ppt课件
10
第一章电磁场的物理基础
1-1 电荷密度与电流密度
一. 电荷密度
1)体电荷密度
(x,y,z,t)lim Δ qdq
Δ V' 0Δ V dV
C/m3
2）面电荷密度
(x,y,z,t)lim Δ qdq
Δ S' 0Δ S dS
C/m2
3）线电荷密度
(x,y,z,t)lim Δqdq C/m
5
1(r)000
rr r
不定积分求解得
C1
r r
C1lnrC2
由场域边界的电位值确定积分常数C1和C2，
设外导体r=R2处为电位参考点，
(R 2 ) C 1 ln R 2 C 2 0
内导体r=R1处电位为U，则
(R 1 ) C 1ln R 1 C 2 U
ppt课件
6
联立求解得
C1
U ln R 2
3）线电流
ivdl dq
dt dt
注意：电荷只能顺（或逆）导线方向运动。因此，线电流是只有+/ – 之分的标量。
ppt课件
13
三. 电荷守恒和电流连续性原理
SJdS q t V tdV 在恒定情况下 SJdS 0
1-2 电场强度与电位移矢量
一.库仑定律
F21(x,y,z,t)4q1q0r2122er
ppt课件
16
二.磁感应强度
毕奥-萨伐尔定律
B14π0
l1
Idl1er r2
三.磁场强度
单位 T (特斯拉）
H B M
0
磁场强度，单位A/m
媒质中的安培环路定律为
lHdl i
ppt课件
17
由于线性、各向同性磁媒质
M xmH
B 0 ( H M ) 0 ( 1 x m ) H 0r H H
Δl' 0Δl dl
ppt课件
11
4）点电荷
q(x,y,z,t)lim dV V0 V
C
V0，
二.电流密度
1）体电流密度J
J=ρv 矢量，单位A/m2
通过任一截面S 的电流 i JdS S
ppt课件
12
2）面电流密度K
K=v 矢量，单位A/m
通过载流面上任一截线b的电流
i Kdb b
注意：公式中截线b及其法线方向n
“电位移矢量”或“电感应强度” 介质中的高斯通量定理
D0EP
S DdSq
ppt课件
15
对于线性、各向同性、均匀介质(含义）
DE
1-3 磁感应强度与磁场强度
一.安培力定律
两电流回路间的作用力
F 21 4π 0 l1l2I2dl2r(1I12 2 dl1er)
真空的磁导率0= 4 /107 (H/m)