电磁场复习汇总
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电磁场知识总结12一、麦克斯韦方程、本构关系、边界条件麦克斯韦方程⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=⋅∇=⋅∇∂∂-=⨯∇∂∂+=⨯∇ρD B t B E t D J H0 ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⋅=⋅⋅∂∂-=⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⋅⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰V SS SC S dV S dD S d B S d t B l dE Sd t D J l d H ρ0C 本构关系⎪⎩⎪⎨⎧===E J H B E D σμε ⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=E J M H B PE Dσμε)(00 边界条件 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-⨯=-⨯=⋅-=⋅-0)()(0)()(21212121E E e J H H e e B B e D D ns nn snρ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=-=-=-021212121t ts tt n n sn n E E J H H B B D Dρ3二、静电场源与库仑力源:电荷,⎰=''')(x dx r q ρ,库仑力(库仑定律),()'13'04i Ni ii r r r r q q F --=∑=πε,电场强度,000lim q FE q→= ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧-==⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆==⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆==⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=→∆→∆→∆点电荷密度线电荷密度面电荷密度体电荷密度)()(lim )(lim )(lim )('''0'''0'''0''''r r q r dl dq l q r dSdq S q r dV dqV q r l lS S V δρρρρ ()()()()⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧--------=∑⎰⎰⎰=点电荷线电荷面电荷体电荷'13'0'3'''0'3'''0'3'''041)(41)(41)(41)(iN i i i l l SS V r r r r q dl r r r r r dS r r r r r dV r r r r r r Eπερπερπερπε辅助函数ϕ-∇=E ,⎰⋅==Q Pl d r E r P)()()(ϕϕ4⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+-+-+-+-=⎰⎰⎰∑=线电荷面电荷体电荷点电荷系l l S S V N i iiC dl r r r C dS rr r C dV r r r Cr r q r '''''''''1')(41)(41)(4141)( ρπερπερπεπεϕ场方程 E E P E D r εεεε00==+=⎩⎨⎧=⨯∇=⋅∇0E D ρ⎪⎩⎪⎨⎧=⋅==⋅⎰⎰⎰0lV S l d E qdV S d Dρ ⎪⎩⎪⎨⎧=⨯∇=⋅∇0E E ερ⎪⎩⎪⎨⎧=⋅==⋅⎰⎰⎰01lV S l d E q dV S d E ερε ερϕ-)(2=∇r 0)(2=∇r ϕ 边界条件⎩⎨⎧=-⨯=⋅-0)()(2121E E e e D D n snρ ⎩⎨⎧=-=-02121t t sn n E E D Dρ ⎪⎩⎪⎨⎧=∂∂-∂∂=S n nρϕεϕεϕϕ-2211215电容ϕqC = U qq C ==21-ϕϕ i ii nj j i ij i C C q ϕϕϕ+-=∑≠1)(能量与静电力⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=∑⎰⎰⎰=多导体线电荷面电荷体电荷ni i i l l SS V e qdl dS dV W 121212121ϕϕρϕρϕρ ⎰⋅=Ve dV D E W 21 D E w e ⋅=21 常数=∂∂-=q er rW F 常数=∂∂=ϕrW F e r6三、静磁场源与安培力源:电流,⎰⎰⋅==S S S d J i d I ,安培力(安培定律),()⎰⎰⨯⨯=213212111220124C C R R l d I l d I Fπμ, 磁感应强度,()⎰--⨯=C rr r r l d I r B 3'''04)( πμ,毕奥—萨伐尔定律,()3''0'4)(r r rr l Id r B d --⨯=πμ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆==⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=→∆→∆面电流密度体电流密度dl di e l i e J ds di e s i e J t l t s n s n 00lim lim()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--⨯--⨯=⎰⎰面电流密度体电流密度S s V dS r r r r r J dV r r r r r J r B '3'''0'3'''0)(4)(4)( πμπμ辅助函数磁矢位:A B ⨯∇=,0=⋅∇A (库伦规范),⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+-+-+-=⎰⎰⎰线电流面电流体电流l S V C r r dl I Cd r r r J C dV rr r J r A ''0S '''0'''04S )(4)(4)( πμπμπμ7磁标位:m r H ϕ-∇=)(场方程 rBB M B H μμμμ00==-=⎩⎨⎧=⋅∇=⨯∇0B JH⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅=⋅⎰⎰⎰0SS C S d B I S d J l d H ⎩⎨⎧=⨯∇=⋅∇J B B 00μ ⎪⎩⎪⎨⎧=⨯=⋅⎰⎰I l d B S d B lS 00μJ A μ-=∇202=∇A 02=∇m ϕ边界条件⎩⎨⎧=-⨯=⋅-sn n J H H e e B B )(0)(2121⎩⎨⎧=-=-st t n n J H H B B 21210⎪⎩⎪⎨⎧==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯∇-⨯∇⨯21221111AA J A A e S n μμ ⎪⎩⎪⎨⎧∂∂=∂∂=n n m m m m 221121ϕμϕμϕϕ电感I I L L L i i ψ+ψ=+=00 ⎰⎰-⋅=ψ=211221112124C C r r l d l d I Mπμ (纽曼公式)8能量与静磁力∑=ψ=Ni i i m I W 121 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⋅⋅⋅=∑⎰⎰⎰=多导体面电流体电流N i i i i i S S V m l d I A dSA J dV A J W 1212121 ⎰⋅=V m dV B H W 21 B H w m⋅=21常数=∂∂=I mrW F常数=ψ∂∂-=r WF m9四、恒定电场源恒定电流,dt dqt q i t =⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=→∆0lim ,⎰⎰⎰∂∂-=-=⋅=VV S dV t dV dt d S d J I ρρ ,0=∂∂+⋅∇t J ρ 辅助函数 ϕ-∇=E场方程 E Jσ=⎩⎨⎧=⨯∇=⋅∇00E J ⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅⎰⎰CS dl E S d J 0002=∇ϕ 边界条件⎩⎨⎧=-⨯=-⋅0)(0)(2121E E e J J e n n⎩⎨⎧=-=-02121t t n n E E J J ⎪⎩⎪⎨⎧∂∂=∂∂=n n221121ϕσϕσϕϕ 电导⎰⎰⎰⎰⋅⋅=⋅⋅==N PS N PS ld E S d E l d E dS J UI G PP σεσ=C G10五、时变电磁场源变化电场t D ∂∂ 和变化磁场tB∂∂辅助函数磁矢位:A B ⨯∇=,t A ∂∂-=⋅∇ϕεμ (洛伦兹规范) 磁标位:ϕ∇-∂∂-=tAE场方程⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=E J M H B P E D σμε)(00 ⎪⎩⎪⎨⎧===EJ H B E Dσμε ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=⋅∇=⋅∇∂∂-=⨯∇∂∂=⨯∇00D B t B E t D H ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⋅=⋅⋅∂∂-=⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⋅⎰⎰⎰⎰⎰⎰SS SC S S dD S d B S d t B l dE S d t D l d H 00C11边界条件⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-⋅=-⋅=-⨯=-⨯s nn n sn D D e B B e E E e J H H e ρ)(0)(0)()(21212121⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=-=-=-s n nnn t t st t D D B B E E J H H ρ2121212100波动方程无源介质区:0-222=∂∂∇t E E εμ,0-222=∂∂∇tH H εμ 导电媒质中:0-222=∂∂∂∂-∇t E t E E εμμσ,0-222=∂∂∂∂-∇t H t H H εμμσ 有源空间:J t H H t J t E E ⨯-∇=∂∂∇∇+∂∂=∂∂∇222222-,-εμερμεμ 达朗贝尔方程:J t A A μεμ-=∂∂∇222- ερϕεμϕ-=∂∂∇222-t ,⎪⎩⎪⎨⎧-=∇-=∇ερϕμ22J A(场量不随时间变化) 电磁能量与波印亭矢量)],(),([21),(),(21),(),(21),(22t r H t r E t r H t r B t r E t r D t r w με+=⋅+⋅=12⎰⎰⎰⎰⎰⋅+⎪⎭⎫⎝⎛+=⋅+⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+⋅=⋅⨯V V V V S dVJ E dV H E dt d dV J E dV H B E D dt d S d H E2221212121)(-με(坡印廷定理)坡印亭矢量:H E ⨯=S ,),(),(t)(r,S t r H t r E⨯=时谐电磁场⎥⎦⎤⎢⎣⎡=t j m e r A t r A ω)(Re ),( )()()(r j m m e r A r A φ =t∂∂ωj ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅∇=⋅∇-=⨯∇+=⨯∇)()(0)()()()()()(r r D r B r B j r E r D j r J r H ρωω ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅∇=⋅∇-=⨯∇=⨯∇00E H H j E E j H ωμωε 理想介质中时谐电磁场的波动方程:022=+∇E k E ,022=+∇H k H ,εμω=k有耗媒质(导电媒质):ωσεεjc -=,"'μμμj c -=13⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅∇=⋅∇-=⨯∇=⨯∇00E H H j E Ej H c ωμωε 022=+∇E k E c ,022=+∇H k H c ,c c c k μεω= 瞬时坡印廷矢量:])(Re[])(Re[),(t j tj e r H e r E t r S ωω ⨯= 平均坡印廷矢量:[])()(Re 21)(*r H r E r S av ⨯=平均能量密度:[][]⎪⎩⎪⎨⎧⨯=⨯=)()(Re 41),()()(Re 41),(**r H r B t r w r E r D t r w mav eav14六、基础与其它矢量代数θcos AB B A =⋅ ,θsin AB e B A n =⨯,)()()B A C A C B C B A ⨯⋅=⨯⋅=⨯⋅(,)()()(B A C C A B C B A ⋅-⋅=⨯⨯0)(=⨯∇⋅∇A ,0)(=∇⨯∇u ,B A A B B A ⨯∇⋅-⨯∇⋅=⨯⋅∇)(,A A A 2)(∇-⋅∇∇=⨯∇⨯∇坐标转换圆柱坐标与直角坐标转换:⎪⎩⎪⎨⎧===z z y x φρφρsin cos ,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⎪⎭⎫⎝⎛=+=z z x y y x arctan 22φρ直角坐标与球坐标转换:⎪⎩⎪⎨⎧===θφθφθcos sin sin cos sin r z r y r x ,⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=++=x y z y x z z y x r arctan arccos222222φθ15球坐标与圆柱坐标转换:⎪⎩⎪⎨⎧===θφφθρcos sin r z r ,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⎪⎭⎫⎝⎛=+=φφρθρz z r arctan 22场论基础哈密顿算子:z e y e x e z y x∂∂+∂∂+∂∂=∇ ,z e e e z ∂∂+∂∂+∂∂=∇ φρρφρ1,φθθφθ∂∂+∂∂+∂∂=∇sin 11r e r e r e r 普拉斯算子:2222222z u y u x u u ∂∂+∂∂+∂∂=∇,2222221zu u u u ∂∂+∂∂+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=∇φρρρρ, 2222222sin 1sin sin 11φθθθθθ∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂=∇ur u r r u r r r u 梯度: z u e y u e x u e u grad u z y x∂∂+∂∂+∂∂==∇ )(,z u e u e u e u z ∂∂+∂∂+∂∂=∇ φρρφρ1,φθθφθ∂∂+∂∂+∂∂=∇ur e u r e r u e u r sin 11 散度:z A y A x A A div A z y x ∂∂+∂∂+∂∂==⋅∇ ,zA A A A z∂∂+∂∂+∂∂=⋅∇φρρρρφρ1)(1 , φθθθθφθ∂∂+∂∂+∂∂=⋅∇A r A r r A r rA r sin 1)(sin sin 1)(12216散度定理: ⎰⎰⋅∇=⋅VSdV A S d A旋度: zy x z y xA A A z y x e e e A ∂∂∂∂∂∂=⨯∇,zzA A A z e e e A φρφρρφρρρ∂∂∂∂∂∂=⨯∇1,φθφθθφθθθA r rA A r e r e r e r A r r sin sin sin 12∂∂∂∂∂∂=⨯∇ 斯托克斯定理: ⎰⎰⋅⨯∇=⋅SCS d A l d A 几个重要定理格林定理:()⎰⎰⎰⋅∂∂=⋅∇=∇⋅∇+∇S S VS d nS d dVψϕψϕψϕψϕ2()()⎰⎰⎰⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-∂∂=⋅∇∇=∇∇S S VS d n n S d dV ϕψψϕϕψψϕϕψψϕ--22唯一性定理:假设一个矢量场的散度和旋度在全区域内确定,且在包围区域的封闭面上的法向分量也确定,则这个矢量场在区域内是唯一。
《电磁场理论》知识点第一章 矢量分析一、基本概念、规律矢量微分算子在不同坐标系中的表达,标量场的梯度、矢量场的散度和旋度在不同坐标系中的计算公式,常用的矢量恒等式(见附录一1.和2.)、矢量积分定理(高斯散度定理、斯托克斯旋度定理及亥姆霍兹定理)。
二、基本技能练习1、已知位置矢量z y x e z e y ex r ˆˆˆ++=ρ,r 是它的模。
在直角坐标系中证明 (1)r r r ρ=∇ (2)3=•∇r ρ (3)∇×0=r ρ (4)∇×(0)=∇r (5)03=•∇r rρ2、已知矢量z y e xy e x eA z y x 2ˆˆˆ++=ϖ,求出其散度和旋度。
3、在直角坐标系证明0A ∇⋅∇⨯=r4、已知矢量y x e eA ˆ2ˆ+=ϖ,z x e eB ˆ3ˆ-=ϖ,分别求出矢量A ϖ和B ϖ的大小及B A ϖϖ⋅ 5、证明位置矢量x y z r e x e y e z =++r r r r的散度,并由此说明矢量场的散度与坐标的选择无关。
6、矢量函数z y x e x e y ex A ˆˆˆ2++-=ϖ,试求 (1)A ϖ⋅∇(2)若在xy 平面上有一边长为2的正方形,且正方形的中心在坐标原点,试求该矢量A ϖ穿过此正方形的通量。
第二章 静电场一、基本常数真空中介电常数0ε二、基本概念、规律静电场、库仑定律、电场强度、电位及其微分方程、电荷密度、电偶极子模型、高斯定理、环路定理、极化强度矢量、电位移矢量、场方程(真空中和电介质中)、介质性能方程,边界条件,场能及场能密度。
三、基本技能练习1、设非均匀介质中的自由电荷密度为ρ,试证明其中的束缚电荷密度为)(00εεερεεερ-∇•---=D b ρ。
2、证明极化介质中,极化电荷体密度b ρ与自由电荷体密度ρ的关系为:ρεεερ0--=b 。
3、一半径为a 内部均匀分布着体密度为0ρ的电荷的球体。
求任意点的电场强度及电位。
电磁场与电磁波知识点复习一、电磁场的基本概念电磁场是由电场和磁场相互作用而形成的一种物理场。
电场是由电荷产生的,而磁场则是由电流或变化的电场产生的。
电荷是产生电场的源,库仑定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,其定义为单位正电荷在电场中所受到的力。
电流是产生磁场的源,安培定律描述了电流元之间的相互作用。
磁场强度则是描述磁场强弱和方向的物理量。
二、电磁波的产生电磁波是由时变的电场和时变的磁场相互激发而产生,并在空间中以一定的速度传播。
变化的电流和电荷分布都可以产生电磁波。
例如,一个振荡的电偶极子就是一种常见的电磁波源。
当电偶极子中的电荷来回振动时,周围的电场和磁场也随之发生周期性的变化,从而产生电磁波向空间传播。
三、电磁波的性质1、电磁波是横波电磁波中的电场强度和磁场强度都与电磁波的传播方向垂直,这是电磁波作为横波的重要特征。
2、电磁波的传播速度在真空中,电磁波的传播速度恒定,等于光速 c,约为 3×10^8 米/秒。
3、电磁波的频率和波长频率和波长是描述电磁波的两个重要参数,它们之间的关系为:波长=光速/频率。
电磁波的频率范围非常广泛,从低频的无线电波到高频的伽马射线。
4、电磁波的能量电磁波具有能量,其能量密度与电场强度和磁场强度的平方成正比。
四、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场基本规律的一组方程,包括四个方程:高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培麦克斯韦定律。
高斯定律描述了电场的通量与电荷量之间的关系;高斯磁定律表明磁场的通量总是为零;法拉第电磁感应定律说明了时变磁场可以产生电场;安培麦克斯韦定律则指出时变电场也可以产生磁场。
这组方程统一了电学和磁学现象,预言了电磁波的存在,并奠定了现代电磁学的基础。
五、电磁波的传播电磁波在不同介质中的传播特性不同。
在均匀介质中,电磁波遵循直线传播规律;当电磁波从一种介质进入另一种介质时,会发生折射和反射现象。
电磁场电磁波复习重点第一章矢量分析1、矢量的基本运算标量:一个只用大小描述的物理量。
矢量:一个既有大小又有方向特性的物理量,常用黑体字母或带箭头的字母表示。
2、叉乘点乘的物理意义会计算3、通量源旋量源的特点通量源:正负无旋度源:是矢量,产生的矢量场具有涡旋性质,穿过一曲面的旋度源等于(或正比于)沿此曲面边界的闭合回路的环量,在给定点上,这种源的(面)密度等于(或正比于)矢量场在该点的旋度。
4、通量、环流的定义及其与场的关系通量:在矢量场F中,任取一面积元矢量dS,矢量F与面元矢量dS的标量积F.dS定义为矢量F穿过面元矢量dS的通量。
如果曲面 S 是闭合的,则规定曲面的法向矢量由闭合曲面内指向外;环流:矢量场F沿场中的一条闭合路径C的曲线积分称为矢量场F沿闭合路径C的环流。
如果矢量场的任意闭合回路的环流恒为零,称该矢量场为无旋场,又称为保守场。
如果矢量场对于任何闭合曲线的环流不为零,称该矢量场为有旋矢量场,能够激发有旋矢量场的源称为旋涡源。
电流是磁场的旋涡源。
5、高斯定理、stokes定理静电静场高斯定理:从散度的定义出发,可以得到矢量场在空间任意闭合曲面的通量等于该闭合曲面所包含体积中矢量场的散度的体积分,即散度定理是闭合曲面积分与体积分之间的一个变换关系,在电磁理论中有着广泛的应用。
Stokes定理:从旋度的定义出发,可以得到矢量场沿任意闭合曲线的环流等于矢量场的旋度在该闭合曲线所围的曲面的通量,即斯托克斯定理是闭合曲线积分与曲面积分之间的一个变换关系式,也在电磁理论中有广泛的应用。
6、亥姆霍兹定理若矢量场在无限空间中处处单值,且其导数连续有界,源分布在有限区域中,则当矢量场的散度及旋度给定后,该矢量场可表示为亥姆霍兹定理表明:在无界空间区域,矢量场可由其散度及旋度确定。
第二章电磁场的基本规律1、库伦定律(大小、方向)说明:1)大小与两电荷的电荷量成正比,与两电荷距离的平方成反比;2)方向沿q1 和q2 连线方向,同性电荷相排斥,异性电荷相吸引;3)满足牛顿第三定律。
电磁场附录1、通量、散度、环量、旋度2、无源场、无旋场以及无源无旋场的条件3、拉普拉斯方程、泊松方程第一章静电场1、库仑定律2、均匀带电的无限长线电荷、无限大带电平面、球面(球内、球外)的电场强度E3、静电场环路定律(无旋场)4、电偶极子5、电极化强度P、电通密度(电位移矢量)D(分别是怎么来的)6、静电场基本方程、分界面衔接条件、静电场折射定律7、静电场边值问题(求满足边界条件的破松方程或laplace方程的解)8、镜像法(球面时要注意球面是否接地)、电轴法第二章恒定电场1、电流密度;各元电荷(体、面、线)2、欧姆定律、焦耳定律、功率密度3、电源电动势和局外场强4、电流连续性方程(经过电源和不经过电源)5、恒定电厂基本方程、衔接条件6、恒定电场边值问题7、镜像法8、电导G9、接地电阻第三章恒定磁场1、毕奥-沙伐定律、安培力定律、洛伦兹力;无限长载流导线和无限大电流平面的磁感应强度B2、真空中安培环路定律3、分子磁矩;转矩作用(力图使M与外磁场B方向一致);磁化强度;磁化电流4、磁化强度M;磁场强度H(与B的关系);一般形式的安培环路定律;5、磁通连续性原理6、恒定磁场的基本方程;衔接条件(不同煤质)7、磁矢位A(可用于计算磁感应强度和磁通量),库伦规范条件8、磁矢位边值问题9、磁位(为简化计算而引入,无意义);边值问题;衔接条件10、镜像法11、电感12、聂以曼公式13、磁场能量(自由能和互有能);磁场能量体密度;利用磁场能量求自感第四章时变电磁场1、电磁感应定律2、全电流定律3、麦克斯韦方程组;各项同性煤质中D与E,B与H,J与E的关系4、分界面的衔接条件5、坡印亭定理例题(标红的很重要,其他的自己随意感受下吧)1-1,1-2,1-3,1-4,1-5,1-7,1-8,1-9,1-10,1-11,1-13,1-18, 2-1,2-2,2-3,3-1,3-4,3-5,3-6,3-9,3-12,3-13,3-15,3-16,3-174-1,4-2,4-6。
工程电磁场_复习资料工程电磁场复习资料一、电磁场的基本概念1、电磁场:是由电场和磁场两种矢量场组成的一种物理场。
2、电磁场的性质:电磁场具有能量、动量和惯性等性质,这些性质可以从麦克斯韦方程组中得到描述。
3、电磁场的波动性:电磁场以波的形式传播,这种波动性表现为电场和磁场在空间中的传播。
4、电磁感应:当导体处于变化的磁场中时,导体内部会产生感应电流,这种现象称为电磁感应。
二、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程组,包括四个基本方程:1、安培环路定律:描述磁场与电流之间的关系。
2、法拉第电磁感应定律:描述电磁感应现象。
3、麦克斯韦方程组的一般形式:描述了电场和磁场在空间中的传播。
4、高斯定律:描述了电荷在空间中的分布。
三、电磁场的边界条件电磁场在两种不同媒质的分界面上会发生反射和折射等现象,这些现象可以用边界条件来描述。
边界条件包括:1、电场强度和磁场强度在分界面上的连续性。
2、电位移矢量和磁感应强度在分界面上的连续性。
3、分界面上没有电荷堆积。
四、电磁场的能量和动量电磁场具有能量和动量,这些量可以用以下公式计算:1、电磁场的能量密度:W=1/2(E^2+B^2)2、电磁场的动量密度:P=E×B3、电磁场的能量流密度:S=E×H五、电磁场的波动性电磁场以波的形式传播,这种波动性可以用波动方程来描述。
波动方程的一般形式为:∇×E=ρ/ε,∇×H=J/εc^2,其中ρ和J分别为电荷密度和电流密度,ε为真空中的介电常数,c为光速。
六、电磁场的散射和衍射当电磁波遇到障碍物时,会发生散射现象;当电磁波通过孔洞或缝隙时,会发生衍射现象。
这些现象可以用费马原理和基尔霍夫公式来描述。
管理学复习资料马工程版一、管理学概述1、管理学定义:管理学是一门研究管理活动及其规律的科学,旨在探索如何有效地组织、协调和控制人的行为,以实现组织目标。
2、管理学的发展历程:管理学作为一门独立的学科,经历了古典管理理论、行为科学理论、现代管理理论等多个发展阶段。
电磁场高分复习笔记知识点1.什么是电磁场?1)由带电物体产生的物理场,带电物体在电磁场内会受到电磁场的作用力。
2)电磁场是有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体的总称。
变化的磁场生电场,变化的电场生磁场。
3)带电物体与电磁场之间的相互作用可以用麦克斯韦方程组和洛伦兹力定律来描述。
2.静电场(不运动、量不变化电荷产生的电场)1)库仑定律:无限大真空中,两带电体距离远大于本身尺寸时,两带电体之间的相互作用力●2)电场强度 E:用来表示电场强弱和方向的物理量,试探电荷在电场内所受力的方向就是电场方向(N/C)3)电位移矢量 D:在静电场存在介质时,用以描述电场的辅助量(C/平方米)4)静电场环路定理:静电场中,沿闭合路径移动电荷,电场力做功恒为零。
5)高斯定律:不管是在真空中还是电介质中,任意闭曲面S上电通密度D的面积分,等于该曲面内的总自由电荷,而与一切极化电荷及曲面外的自由电荷无关6)基本方程●高斯定律(库伦定律+叠加原理)●积分形式:电位移矢量闭合面积分=面内总自由电荷(静电场有源)●微分形式:静电场是有散场●环路定理●积分形式:电场强度环路积分=0(静电场能量守恒)●微分形式:静电场是无旋场7)边界条件:分界面两侧D法向量不连续且= 分界面上自由电荷面密度,E的切向量连续8)静电能量:静电场不为0的空间都储存着静电能量9)电位:由于静电场无旋性,用电位函数φ描述,电位是标量(V)10)泊松方程、拉普拉斯方程:(求解静电场边值问题下的电位函数或电场强度分布)●表达了场中各点电位的空间变化与该点自由电荷体密度之间的普遍关系,本质都是电位函数的微分方程,拉普拉斯方程是在无引力源的情况下的泊松方程。
11)静电场中导体:在导体表面形成为一定面积的电荷分布,使得导体内部的电场为零,每个导体都成为等位体,导体的表面均为等位面。
12)电介质的极化:在外加静电场的作用下,电介质分子由中性转而呈现正负电荷在分子范围内的极化,其作用中心不再重合,形成一个小小的电偶极子,形成附加电场,引起原先电场分布的变化3.恒定电场(电流恒定的场)1)电流密度 J:按体密度ρ分布的电荷,以速度v作匀速运动时,产生电流密度矢量J(A/m²)2)基本方程(积分——高斯散度定理+斯托克斯定理——微分)●电流连续性方程●积分形式:导电介质维持恒定电场,任一闭合面流出的传导电流=0●微分形式:电流面密度线是闭合曲线,因此恒定电流只在闭合电路流动●电场强度的环路线积分●积分形式:积分路线不经过电源,则只存在库伦场强●微分形式:场强的旋度=0,恒定电场是保守场3)边界条件:分界面两侧电流密度J的法向量连续,电场强度E的切向量连续4)恒定电场与静电场的比拟(表格)●对应物理量满足的方程形式上一样,若两个场边界条件相同,只要通过一个场的求解,再利用对应量关系置换,即可得到另一个场的解4.恒定磁场(恒定电流引起的磁场)1)奥斯特发现电流的磁效应,法拉第发现电磁感应现象,亨利发表自感应现象论文2)磁感应强度 B:描述磁场强弱和方向的矢量(特斯拉 T)3)磁场强度矢量 H:在磁场存在磁介质时,用以简化安培环路定理引入的描述磁场的辅助矢量(A/m)4)基本方程●磁通连续性原理——表明磁感应线连续,是磁场中的高斯定律●积分形式:磁路中磁通量守恒●微分形式:恒定磁场是一个无散场●安培环路定律——毕奥沙伐定律+磁场叠加性●积分形式:磁场强度H的线积分=穿过该回路包围面积的自由电流●微分形式:磁场是有旋场5)边界条件:6)电感:将电能转化为磁能储存起来的元件●自感:回路的电流与该回路交链的磁链的比值●互感:回路的电流与另一个回路产生的磁链的比值7)磁场能量:●磁场能量是建立回路电流过程中外源做的功,分布于磁场所在的整个空间8)矢量磁位:●由于磁场无散性,用矢量磁位A来描述。
电磁场与电磁波复习资料填空题1.梯度的物理意义为,等值面、方向导数与梯度的关系是。
2.用方向余弦γβαcos ,cos ,cos 写出直角坐标系中单位矢量l e的表达式。
3.某二维标量函数x y u -=2,则其梯度u ∇=,梯度在正x 方向的投影为。
4.自由空间中一点电荷位于()4,1,3-S ,场点位于()3,2,2-P ,则点电荷的位置矢量为,场点的位置矢量为,点电荷到场点的距离矢量R为。
5.矢量场z e y e x eA z y x ˆˆˆ++=,其散度为,矢量场A在点()2,2,1处的大小为。
6.直角坐标系下方向导数lu∂∂的数学表达式 ,梯度的表达式为 ,任意标量的梯度的旋度恒为 ,任意矢量的旋度的散度恒为 。
7.矢量散度在直角坐标系的表达式为 ,在圆柱坐标系的表达式为 ,在球坐标系的表达式为 。
8.矢量微分运算符∇在直角坐标系、圆柱坐标系和球坐标系的表达式分别为 , , 。
9.高斯散度定理数学表达式为 ,斯托克斯定理数学表达式为 。
10.矢量通量的定义为 ,散度的定义为 ,环流的定义为 ,旋度的定义为 。
11.矢量的旋度在直角坐标系下的表达式为 。
12.矢量场F为无旋场的条件为,该矢量场是由 源所产生。
13.矢量场F为无散场的条件为,该矢量场是由源所产生。
14.电流连续性方程的微分形式为 。
15.在国际单位制中,电场强度的单位是 ,电位移的单位是 ,磁场强度的单位是 ,磁感应强度的单位是 ,介电常数的单位是 ,磁导率的单位是 ,电导率的单位是 。
16.在自由空间中,点电荷产生的电场强度与其电荷量成 比,与场点到源点的距离平方成 比。
17.从宏观效应来看,物质对电磁场的响应可分为 , , 三种现象。
18.线性且各向同性媒质的本构关系方程是: , , 。
19.麦克斯韦方程组的微分形式是: , , , 。
20.麦克斯韦方程组的积分形式是: , , , 。
21.求解时变电磁场或解释一切宏观电磁现象的理论依据是 。