工程电磁场PPT

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工程电磁场导论课件

距离远等优点。
电磁场在医疗领域的应用
要点一
总结词
电磁场在医疗领域的应用包括核磁共振成像、微波治疗、电磁波透视等，为疾病诊断和治疗提供了重要手段。
要点二
详细描述
核磁共振成像是一种无创的影像学检查方法，利用强磁场和射频脉冲使人体组织中的氢原子发生共振，从而产生人体结构的图像。微波治疗则利用特定频率的电磁波对病变组织进行加热，达到治疗肿瘤、炎症等疾病的目的。电磁波透视则用于观察人体内部器官的形态和功能。
时变电磁场
04
麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组是描述时变电磁场的理论基础，包括描述电场和磁场变化的微分方程。
麦克斯韦方程组还包括安培环路定律、法拉第电磁感应定律和洛伦兹力定律等基本物理规律。
这些方程组揭示了电磁场之间的相互依赖关系，以及它们随时间变化的规律。
波动方程与电磁波速
01
时变电磁场中的波动方程描述了电场和磁场随时间和空间的变化规律。
电场中的电位差与电动势
电位差
两点之间的电位之差，等于两点之间的电压。
电动势
电源内部非静电力克服静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领，其方向由电源负极指向正极。
恒定磁场
03
磁感应强度与磁场强度
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物理量，用B 表示，单位是特斯拉（T）。
磁场强度
描述电流产生磁场能力的物理量，用 H表示，单位是安培/米（A/m）。
静电场
02
电场强度与电位
电场强度
描述电场力的矢量，其方向与电场中某点的电场方向相同，大小等于单位正电荷在该点所受的电场力。
电位
描述电场中某点的能量状态，其大小与电场强度和位置有关，其定义式为 $V = int_{0}^{r}Edl$。

华北电力大学工程电磁场ppt课件

设回路电流i从零缓慢增长到终值I，回路磁通链随之由零值缓慢增长到终值，并在载流回路产生感应电压u，在dt内电源作功为dW = uidt，且全部转换为磁场能量储存在磁场中，即
dWm = dW = uidt = id = iLdi (u = d/dt)
在线性媒质中，单个载流回路的磁场能量为：
Wm dW m0IiLd2 1iL2I2 1ΨI
借助磁场能量来计算磁场力。对于恒定磁场，能量平衡方程为
dW = dgWm+Fdg
式中，dW=∑Ikdk表示电源提供的能量，dgWm为广义坐标变化dg而引起的磁场能量增量， Fdg为在dg方向上，磁场力作的功。
13
常电流系统（恒流源）
dgW mIk常量1 2kn 1Ikd
k
1dW 2
这表明电源提供的能量一半作为磁场能量的增量，另一半作为克服磁场力的作功，即
FdgdgWmIk常量
FdgWm
Wm
dg Ik常量 g Ik常量
14
常磁链系统：设定载流回路的磁链保持不变，k =常量，dk=0，dW=∑Ikdk=0 （外电源不提供能量）有
FdgdgWmk常量
磁场力作功所需能量取自于系统磁场能量的减少。得
FdgWm
Wm
dgk常量 g k常量
尽管上述计算方式不同，但其值相同，即
FWm
Wm
g k常量 g k常量
15
（例3-26）：求图示电磁铁对衔铁的吸力。设铁心截面积为S，空气隙长度为l，并忽略空气隙处边缘效应，认为气隙中磁场均匀分布。
[解]：（常磁链系统）应用虚位移法。由于铁磁材料的相对磁导率远大于气隙，故该电磁铁系统的磁场能量可近似认为存储在两气隙内，

工程电磁场导论ppt

−12 F/m ε = 8.85 × 10 真空中的介电常数 0
库仑定律是基本试验定律，准确性达10-9。
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第二章
恒定电场
2. 电场强度 ( Electric Intensity ) ① 电场强度的定义电场强度 E 等于单位正电荷所受的电场力F
E ( x, y, z ) =
lim
静电场静电荷
相对观察者静止且量值不随时间变化的电荷
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第二章
恒定电场
1.1
电场强度
Electric Field Intensity
研究一个矢量场，首先必须研究场的基本物理量，对于电场来说就是电场强度。 1. 电荷和电荷密度电荷
+ -
满足电荷守恒定律
e = 1.602 × 10 − 19 C 18 1C = 6 .24 × 10 e
⋅
r − r'
r − r'
3
× (r − r ' ) = −3
r − r' r − r'
3
× (r − r ' ) = 0
∇ × E (r ) ≡ 0
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第二章
恒定电场
注意
① 矢量的旋度仍为一矢量，在直角坐标系中其表达式为：
ex e y ez ∂ ∂ ∂ ∇×E = ∂x ∂y ∂z Ex Ey Ez ∂E y ∂Ez ∂Ex =( − )e x + ( ∂y ∂z ∂z
'
面积dS’内的元电荷 d q = σ d S ′ 面积S’内的总电荷
q =
∫ σdS ′
S′
③ 线电荷密度τ 连续分布在一个忽略面积的线形区域l’上的电荷 Δq dq ' τ ( r ) = lim = ' Δl → 0 Δ l dl '