中国石油大学期末考试总复习(二)电磁学(72学时)[1]PPT推荐.ppt

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由高斯定理：

（构造闭合面）（构造闭合面）电荷分布具特殊对称性电荷分布具特殊对称性三、主要的计算类型三、主要的计算类型电场能量的计算：

电场能量的计算：

四、静电平衡下的导体：

a）导体是等势体，导体表面是等势面；

导体是等势体，导体表面是等势面；

b）导体内部无净电荷，电荷只分布在导体表面上；

）导体内部无净电荷，电荷只分布在导体表面上；

c）导体表面附近点的场强垂直导体表面，且与该处导体表面附近点的场强垂直导体表面，且与该处电荷面密度成正比。

电荷面密度成正比。

静电平衡条件：

a）导体内部场强为零；

）导体内部场强为零；

b）导体表面场强处处与表面垂直。

）导体表面场强处处与表面垂直。

静电平衡条件下导体性质：

导体空腔的静电屏蔽（两类导体空腔）。

接地：

接地导体的接地：

接地导体的U=0，E=0。

电介质的电结构、极化过程电介质的电结构、极化过程极化强度极化强度极化电荷的特性和分布极化电荷的特性和分布电位移矢量电位移矢量电介质中的高斯定理：

电介质中的高斯定理：

电容率电容率极化率极化率五、电介质：

五、电介质：

电介质中的电场：

各向同性电介质：

六、几种典型电场：

点电荷系点电荷系无限长带电直线无限长带电直线无限大带电平面无限大带电平面点电荷点电荷均匀带电球面均匀带电球面:

在球内在球内在球外在球外细圆环细圆环特例：

特例：

一段直线一段直线:

描述稳恒磁场的基本物理量描述稳恒磁场的基本物理量磁感应强度矢量磁感应强度矢量方向方向:

规定磁场中某点小磁针规定磁场中某点小磁针N极所指的方向。

极所指的方向。

定义定义动电生磁：

动电生磁：

电流元的磁场：

运动电荷的磁场：

磁学（十五、十六章）磁学（十五、十六章）静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场高斯定理：

高斯定理：

环路定理：

两个基本定理两个基本定理磁场对载流导体的作用磁场对载流导体的作用磁场载流导线的作用磁场载流导线的作用磁场对载流线圈的作用（磁场对载流线圈的作用（磁力矩磁力矩）磁场运动电荷的作用磁场运动电荷的作用洛伦兹力洛伦兹力安培力安培力磁矩磁矩均匀磁场中均匀磁场中非均匀磁场中非均匀磁场中磁力矩磁力矩（11）计算磁感应强度）计算磁感应强度的分布的分布用毕萨定律和磁场叠加原理求磁场分布用毕萨定律和磁场叠加原理求磁场分布（类似于电场中直接用积分法和场强叠加原理求场强）（类似于电场中直接用积分法和场强叠加原理求场强）u注意选取合适的微分元注意选取合适的微分元，并建立合适的坐标系，并建立合适的坐标系用安培环路定理求磁场分布用安培环路定理求磁场分布前提：

恒定磁场的分布具有特殊对称性前提：

恒定磁场的分布具有特殊对称性（类似于静电场中运用高斯定理求解场强分布）（类似于静电场中运用高斯定理求解场强分布）u求求时，时，为代数量，其正负由右手螺旋法则确定为代数量，其正负由右手螺旋法则确定由安培环路定理和磁场叠加原理求磁场分布由安培环路定理和磁场叠加原理求磁场分布（总磁场由几个具有对称性的稳恒电流所产生的情况）（总磁场由几个具有对称性的稳恒电流所产生的情况）计算类型计算类型（22）磁场对动电的作用）磁场对动电的作用磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力洛仑兹力洛仑兹力；

磁场对载流导体的作用力磁场对载流导体的作用力安培力安培力；

（33）磁通量的计算）磁通量的计算由高斯定理：

（构造闭合面）（构造闭合面）磁场对载流线圈的磁力矩；

磁场对载流线圈的磁力矩；

或或无限长无限长:

3、无限大载流平面：

、无限大载流平面：

几种典型电流的磁场：

1、有限长直线电流、有限长直线电流:

2、圆形线电流轴线上、圆形线电流轴线上:

圆心处圆心处:

半无限长半无限长:

4、无限长直螺线管：

、无限长直螺线管：

6、无限长载流圆柱导体、无限长载流圆柱导体:

5、螺绕环内部的磁场、螺绕环内部的磁场:

一一般般介介质质电介质的电结构、极化过程电介质的电结构、极化过程极化强度极化强度电位移矢量电位移矢量磁介质的电结构、磁化过程磁介质的电结构、磁化过程磁化强度磁化强度磁场强度磁场强度电介质中的高斯定理：

磁介质中的安培环路定理：

电容率电容率磁导率磁导率极化率极化率磁化率磁化率电电介介质质弱弱磁磁质质特特殊殊介介质质铁磁质的结构特点、磁畴铁磁质的结构特点、磁畴磁化过程及特点磁化过程及特点磁滞回线磁滞回线剩磁、矫顽力剩磁、矫顽力铁铁磁磁质质1）相对磁导率高）相对磁导率高2）磁化曲线的非线性）磁化曲线的非线性3）磁滞）磁滞4）存在居里温度）存在居里温度小结：

磁介质分类小结：

磁介质分类-磁滞磁滞.外磁场撤除后外磁场撤除后,外磁场撤除后外磁场撤除后,外磁场撤除后外磁场撤除后,保留部分磁性保留部分磁性.磁性消失磁性消失.磁性消失磁性消失.顺磁质顺磁质（弱弱）抗磁质抗磁质（弱弱）铁磁质铁磁质（强强）（锰、铝、氧锰、铝、氧）（铜、银、岩盐、氢铜、银、岩盐、氢）（铁、钴、镍铁、钴、镍）有分子电流有分子电流,无净分子电流无净分子电流有固有磁矩有固有磁矩.无固有磁矩无固有磁矩电子的自旋磁矩电子的自旋磁矩形成磁畴形成磁畴总效果顺磁性总效果顺磁性.抗磁性抗磁性.顺磁性顺磁性电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应（第第第第1717章章章章）变化磁通量变化磁通量磁场能量磁场能量感应电动势感应电动势动生电动势动生电动势感生电动势感生电动势自感电动势自感电动势互感电动势互感电动势自感磁能自感磁能互感磁能互感磁能麦克斯韦关于电磁场的两条基本假设麦克斯韦关于电磁场的两条基本假设：

1、感应电场假设：

、感应电场假设：

变化的磁场产生感应电场。

2、位移电流假设：

、位移电流假设：

变化的电场产生涡旋磁场。

位移电流：

位移电流密度位移电流密度：

注意：

位移电流与传导电流的异同。

麦克斯韦方程组：

物质性能方程：

注意麦克斯韦方程组的来源及物理意义。

特殊的结论特殊的结论无限长螺线管的自感无限长螺线管的自感同轴电缆单位长度的自感同轴电缆单位长度的自感无限长螺线管无限长螺线管法向分量的边值关系法向分量的边值关系切向分量的边值关系切向分量的边值关系一、静电场的边值关系一、静电场的边值关系（静电场方程在介质分界面上的表现形式）（静电场方程在介质分界面上的表现形式）在两种介质的分界面上，当有自由面电荷存在时，在两种介质的分界面上，当有自由面电荷存在时，电位移矢量的法向分量发生突变，是不连续的。

当无自电位移矢量的法向分量发生突变，是不连续的。

当无自由面电荷时，电位移矢量的法向分量是连续的。

由面电荷时，电位移矢量的法向分量是连续的。

电场强度的法向分量是不连续的，有突电场强度的法向分量是不连续的，有突变，且与两侧电介质的电容率成反比变，且与两侧电介质的电容率成反比。

在两种介质的分界面上，电场强度的切向分量是连续的。

电位移矢量的切向分量是不连续的，有电位移矢量的切向分量是不连续的，有突变，与两侧电介质的电容率成正比突变，与两侧电介质的电容率成正比。

电磁场的边界条件电磁场的边界条件附加部分附加部分二、恒定磁场的边值关系二、恒定磁场的边值关系在两种介质界面的两侧，磁感应强度的法向分量在两种介质界面的两侧，磁感应强度的法向分量是连续的。

是连续的。

在两种介质在两种介质界面的两侧界面的两侧，当有传导面电流时，当有传导面电流时，磁场磁场强度的强度的切向分量发生突变，是不连续的。

当无切向分量发生突变，是不连续的。

当无传导面电传导面电流流时，时，磁场强度的切向分量磁场强度的切向分量是连续的。

法向分量的边值关系法向分量的边值关系切向分量的边值关系切向分量的边值关系当界面上无传导电流，即当界面上无传导电流，即时时电场的边值关系电场的边值关系磁场的边值关系磁场的边值关系法法向向切切向向对比电路的欧姆定律对比电路的欧姆定律磁势降磁势降磁阻磁阻磁导率磁导率磁通量磁通量磁动势磁动势磁磁路路电势降电势降电阻电阻电导率电导率电流电流电动势电动势电电路路磁路中的几个主要物理量定义为磁路中的几个主要物理量定义为磁动势磁动势磁磁阻阻磁势降磁势降单位：

安匝（单位：

安匝（A）称为电导率称为电导率磁路定理：

磁路定理：

闭合磁路中的磁动势等于闭合磁路中的磁动势等于各段磁路上磁势降的代数和。

各段磁路上磁势降的代数和。

磁路定理磁路定理闭合铁芯或开有狭窄空气隙的铁芯构成闭合铁芯或开有狭窄空气隙的铁芯构成的磁感应线集中的通路，称为的磁感应线集中的通路，称为磁路磁路。

例例1一铁环中心线的半径一铁环中心线的半径R0.2m，横截面的面积，横截面的面积S410-4m2，环上绕有，环上绕有5000匝单层线圈，线圈中的电流匝单层线圈，线圈中的电流I1A，铁环的，铁环的相对磁导率相对磁导率求求

（1）通过铁环横截面的磁通量是多少通过铁环横截面的磁通量是多少？

（2）如果在铁环上开一宽如果在铁环上开一宽l510-3m的空气隙，这时铁环的空气隙，这时铁环横截面的磁通量是多少？

横截面的磁通量是多少？

（真空的磁导率真空的磁导率0410-7Tm/A）解：

解：

（1）设通过横截面的磁通量为设通过横截面的磁通量为，按磁路定理，按磁路定理，NI=Rm，Rm为磁阻为磁阻

（2）当环上有一气隙时，磁阻当环上有一气隙时，磁阻例例2螺绕环的截面积为螺绕环的截面积为S=10cm2，平均长度为，平均长度为l=60cm，从，从B-H曲线查得曲线查得B=1T处的处的H=1000A/m。

求下列两种情况下产生。

求下列两种情况下产生B=1T时所需的励磁电流的安匝数。

时所需的励磁电流的安匝数。

1）闭合铁心。

）闭合铁心。

2）有一个）有一个宽度宽度l0=2mm的空气隙的铁心。

的空气隙的铁心。

1）闭合铁心）闭合铁心由磁路定理由磁路定理2）