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天津大学电磁场课件电磁场第三章•电磁场的基本概念•静电场•恒定磁场•时变电磁场•电磁辐射与散射01电磁场的基本概念电磁场的定义01电磁场是由电荷和电流产生的物理场,它由电场和磁场组成,是相互依存、相互制约的场02电磁场具有能量、动量和电荷守恒等基本性质,是描述电荷和电流相互作用的物理场电磁场的性质电磁场具有波动性和粒子性,电磁场具有连续性和有限性,电磁场具有方向性和极化性,具有传递能量和动量的作用其能量和动量是连续分布的,电场线和磁场线在空间中是相但在一定空间内是有限的互垂直的,且电场线和磁场线都有方向电磁场的单位电磁场的单位包括库仑、安培、亨利、法拉等,其中安培是电流的单位,亨利是电感的单位,法拉是电容的单位电磁场的国际单位制是库仑、安培、亨利、法拉等单位的倍数关系,如伏特等于每秒库仑,欧姆等于每伏安培等02静电场电场强度定义电场强度是描述电场中电场力作用强弱的物理量,用E表示单位在国际单位制中,电场强度的单位是牛/库或伏/米性质电场强度是一个矢量,具有方向,其方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同电通量密度定义电通量密度是描述电场中电通量分布的物理量,用D表示单位在国际单位制中,电通量密度的单位是库/平方米性质电通量密度也是一个矢量,具有方向,其方向与电场强度的方向相同高斯定理内容高斯定理指出,在任意闭合曲面内的电荷量等于该闭合曲面所包围的体积内的电通量密度与该体积的乘积应用高斯定理在计算电场分布、电势和电场力等方面有广泛应用电位010203定义单位性质电位是描述电场中某点电在国际单位制中,电位的电位是一个标量,具有方荷所受电场力势能的物理单位是伏特向性,其方向与电场强度量,用V表示的方向相同电场力定义电场力是描述电荷在电场中所受力的物理量,用1F表示单位在国际单位制中,电场力的单位是牛2性质电场力是一个矢量,具有方向,其方向与正电荷3在该点所受的电场力方向相同03恒定磁场磁感应强度总结词描述磁场强弱和方向的物理量详细描述磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,其大小等于垂直于磁场方向放置的单位面积上所受到的磁场力,方向则遵循右手螺旋定则在恒定磁场中,磁感应强度是不随时间变化的磁通量密度总结词表示磁场分布密度的物理量详细描述磁通量密度是表示磁场分布密度的物理量,其大小等于磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积在恒定磁场中,磁通量密度也是不随时间变化的安培环路定律总结词描述磁场与电流之间关系的定律详细描述安培环路定律是描述磁场与电流之间关系的定律,它指出磁场线总是围绕电流形成闭合曲线,且磁场线的方向与电流的方向垂直在恒定磁场中,安培环路定律同样适用磁场力总结词详细描述磁场对通电导体产生的力磁场力是指磁场对通电导体产生的力根据左手定则,磁场力的方向与电流的方向VS和磁感应强度的方向都垂直在恒定磁场中,磁场力的大小和方向都不随时间变化04时变电磁场麦克斯韦方程组微分形式描述了电场和磁场随时间和空间的变化规律,包括电场和磁场在空间中的变化以及电流和电荷分布对它们的影响积分形式通过在闭合曲面上的积分来描述磁场和电场的源,以及它们在空间中的变化波动方程波动方程是描述波动现象的基本方程,在时变电磁场中,波动方程可以用来在电磁场中,它描述了电磁波的传播求解电磁波的传播和散射等物理问题规律VS电磁波的传播速度在真空中,电磁波的传播速度是光速,约为每秒30万公里在介质中,电磁波的传播速度会受到介质特性的影响,通常会小于光速坡印廷定理坡印廷定理是电磁场理论中的一个重要定理,它描述了电磁场能量流动的规律定理表明,在封闭曲面内的净功率流出等于该封闭曲面所包围的体积内电磁能量的减少率05电磁辐射与散射电磁辐射电磁辐射是由电磁场的变化产生的,可以01传播能量02电磁辐射的传播速度等于光速03电磁辐射的分类天然辐射和人工辐射电磁辐射的应用无线电通信、雷达、微04波炉等散射截面散射截面的定义散射截面的性质散射截面的计算散射体在单位时间内散射与入射波的频率、散射体需要使用电磁场理论、统到单位立体角内的粒子数的形状、大小、折射率等计物理等知识与入射到该散射体的粒子有关数之比雷达散射面积雷达散射面积的影响因素目标的形状、大小、介电常数、磁导率等雷达散射面积的定义目标在单位立体角内对单位面积的入射波功率密度与入射波的单程传输功率密度之比雷达散射面积的计算需要使用电磁场理论、物理光学等知识THANKS感谢观看。