电磁场-自感-互感只是课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁场-自感-互感,1、自感电流反抗线圈中电流变化,2、,L,越大回路中电流越难改变,B,（,t,）,I,i,（,t,）,自感电流,=,LI,一、自感应,求,L,的两种方法,1.实验 2.计算,假设电路中流有电流,I,I,B,L,=,/,I,求单层密绕长直螺线管的自感,已知,l,、N、s、,解:设回路中通有电流,I,B=,nI=,(,N/l,),I,=,BS=,(,N/l,),IS,=,N,=,LI,L,=,S,=,n,l,S,L,=,n,V,仅与回路、介质有关,I,二、互感应,I,1,(t),21,(t)21,=,M,21,I,1,12,=,M,12,I,2,同理,L,1,L,2,I,1,(,t,),M,12,=,M,21,=,M,M,互感系数,。,与两个回路的大小、形状、相对位置及周围介质的磁导率有关，,与回路中是否通有电流无关。,单位：,H mH,M,越大，表明两者联系越大，耦合程度越大,互感有利也有害,例题,：,均匀密绕长直螺线管(无漏磁）,已知：,n,1,n,2,S,l,求：,M,l,S,解：,设螺线管1通稳恒电流,I,1,，,I,1,B,1,=,n,1,I,1,三、R-L电路的暂态过程（线圈对回路电流的影响,）,R,I,L,R,I,I,o,I,o,t,I,0,t,I,0,三、,R-L,电路的暂态过程,1、由2,1 电路接通,-,L,=,RI,初始条件,t,=0,I,=0,o,t,I,K,R,1,2,L,I,0,=,/R,=,L/R,时间常数（弛豫时间）,t,=,时,初态,稳态,暂态,小,大,初态,由初始条件决定,稳态,由电路的物理条件决定,暂态,按指数变化，快慢由,决定,=0.63,I,0,0.63,I,0,t,o,I,三、,R-L,电路的暂态过程,2、由1,2电路断开,-,L,=,RI,初始条件,t,=0,I,=,/R,o,t,I,大,小,t=,时，,I,=0.37,I,0,0.37,I,0,K,R,1,2,L,K,R,1,2,L,由2,1 电路接通,电流建立过程,磁场储存能量,稳态时：电源作功=焦耳热,I,增加：电源作功=反抗,L,作功+焦耳热,由1,2 电路断开,I,减小：电源作功+,L,作功=焦耳热,有能量储存,有能量放出,电源作功 焦耳热,结论：电源提供的一部分,能量储存在线圈的磁场内,5 磁场的能量,K,接通时，讨论,t,-,t,+d,t,时间,乘,I,d,t,电源作功,焦耳热,磁能,o,I,t,0,W,m,t,t,+d,t,K,R,1,2,L,W,m,B、H,的关系,？,磁场的能量密度,均匀磁场,以长直螺线管为例,对于非均匀磁场，可将空间分割为d,V,小区，d,V,范围内,B、H,均匀,W,m,B、H,的关系,？,L,S,1,R,I,（t）,S2,对稳恒磁场,非稳恒时,?,0,S,1,I,S,2,任意时刻空间每一点的磁场都是确定的，对于确定的回路积分只有唯一确定的值。,定理需要修正！方程的右边还有一个物理量！,6 位移电流 麦克斯韦方程组,一、安培环路定理失效,产生磁场的原因,1,、电流,2、,变化的磁场,产生电场的原因,1、,电荷,二、位移电流、全电流定律,2、变化的电场,?,Maxwell,理论肯定了这一点,！,S,1,R,I,（t）,S,2,L,二、位移电流、全电流定律,I,I,D,=,D,=,DS,=,S,I,J,以平行板电容器为例,I,d,二、位移电流、全电流定律,R,I,（t）,1、大小与电,位移,对时间的,变化率 相关,。,2、在产生磁场的作用方面 与传导,电流,等价。,安培定理修正,I,全,Maxwell,方程之一,位移电流的特点,1、只要电场随时间变化，就有相应的位移电流,位移电流的本质是变化的电场,2、位移电流与传导电流是完全不同的概念，仅在产生磁场方面二者等价,I,有电荷流动，通过导体会产生焦耳热,I,d,无电荷流动。高频时介质也发热，那是分子反复极化造成,三、,Maxwell,方程组,Maxwell,的新思想,：,1、,涡旋电场,变化的磁场产生电场,2、,位移电流,变化的电场产生磁场,前人的经验,：,静电场,稳恒磁场,三、Maxwell方程组,静,电场,涡旋,电场,稳恒,磁场,“位移”,磁场,三、,Maxwell,方程组,各向同性、静止的介质中物态方程,Maxwell,理论,预言了电磁波的存在,由微分方程出发 在各向同性介质中,且在,情况下,满足的微分方程形式是,波动方程,任一物理量,传播方向,物理量是,波速是,比较,光是电磁波，真空中光速,C,本章结束,课程结束,谢谢大家的热心参与！,You did a good job!,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,