静电场的环路定理 静电场的环路定理是
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1、在电场中,某点的电荷所具的电势能跟它的所带的电荷量之比是一个常数,它是一个与电荷本身无关的物理量,它与电荷存在与否无关,是由电场本身的性质决定的物理量。
2、麦克斯韦方程组关于静电场和稳恒磁场的基本规律,可总结归纳成以下四条基本定理:静电场的高斯定理:静电场的环路定理:稳恒磁场的高斯定理:上述这些定理都是孤立地给出了静电场和稳恒磁场的规律,对变化电场和变化磁场并不适用。
3、1. 麦克斯韦提出的涡旋电场的概念,揭示出变化的磁场可以在空间激发电场,并通过法拉第电磁感应定律得出了二者的关系,即2. 麦克斯韦提出的位移电流的概念,揭示出变化的电场可以在空间激发磁场,并通过全电流概念的引入,得到了一般形式下的安培环路定理在真空或介质中的表示形式,即上式表明,任何随时间而变化的电场,都是和磁场联系在一起的。
4、综合上述两点可知,变化的电场和变化的磁场彼此不是孤立的,它们永远密切地联系在一起,相互激发,组成一个统一的电磁场的整体。
5、这就是麦克斯韦电磁场理论的基本概念。
6、因此,在一般情况下,电磁场的基本规律中,应该既包含稳恒电、磁场的规律,如方程组(1),也包含变化电磁场的规律,根据麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流的概念,变化的磁场可以在空间激发变化的涡旋电场,而变化的电场也可以在空间激发变化的涡旋磁场。
7、因此,电磁场可以在没有自由电荷和传导电流的空间单独存在。
8、变化电磁场的规律是:1.电场的高斯定理 在没有自由电荷的空间,由变化磁场激发的涡旋电场的电场线是一系列的闭合曲线。
9、通过场中任何封闭曲面的电位移通量等于零,故有:3.磁场的高斯定理 变化的电场产生的磁场和传导电生的磁场相同,都是涡旋状的场,磁电场中某一点的电势定义为把单位正电荷从该点移动到电势为零的点,电场力所做的功。
10、通常选择无限远点的电势为零,因此某点的电势就等于把单位正电荷从该点移动到无限远,电场力所做的功感线是闭合线。
11、因此,磁场的高斯定理仍适用,即4.磁场的安培环路定理 由本节公式(3)已知,变化的电场和它所激发的磁场满足的环路定理为在变化电磁场的上述规律中,电场和磁场成为不可分割的一个整体。
12、将两种电、磁场的规律合并在一起,就得到电磁场的基本规律,称之为麦克斯韦方程组,表示如下上述四个方程式称为麦克斯韦方程组的积分形式。
13、将麦克斯韦方程组的积分形式用高(1)电位移的散度 等于该点处自由电荷的体密度 ;等数学中的方法可变换为微分形式。
14、微分形式的方程组如下上面四个方程可逐一说明如下:在电磁场中任一点处(3)磁场强度的旋度 等于该点处传导电流密度 与位移电流密度 的矢量和;以及欧姆定律的微分形式 。
15、在麦克斯韦方程组中,电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。
16、该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律,并预言了电磁波的存在。
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