電磁總複習第一章向量分析
1.1 標量場和向量場
1.2 三種常用的正交座標系
1.3 標量場的梯度
哈密頓算符:
1.4 向量場的通量與散度
1.5 向量場的環流與旋度
1.6 亥姆霍茲定理與格林定理
一、向量場的分類
向量場有兩種不同性質的源:
(1)散度源(標量) (2)旋度源(向量)。
任一向量場,可能是由兩種源中的一種產生的,也可能是由兩種源共同產生的。
根據向量場的散度和旋度值是否為零進行分類。
1)有源無旋場
第二章靜電場分析
2.1 電場的基本性質
2、面電荷密度3、線電荷密度
2.2 真空中靜電場的基本方程
2.3 電位函式
2、電位差(電壓)
二、電位參考點
三、電位的計算公式
1、點電荷的電位 2、無限長線電荷的電位
四、利用電位求解電場
2.4 電介質的極化
2.5 介質中的高斯定理
的關係會證明:
2.6 導體系統的電容
當導體周圍媒質是線性媒質,導體本身的電位與它表面所帶的電量q成正比關係。在物理學中q與的比值稱之為電容,即
2.7 電場能量
第三章靜態場邊值問題的解法
3.1唯一性定理(靜電場)
內容:滿足泊松方程或拉普拉斯方程及所給的全部邊界條件的解是唯一的。
唯一性定理是間接法求解拉普拉斯方程(泊松方程)的理論依據。
3.2間接求解法---映象法
1)點電荷對無限大接地平面導體邊界的映象
2)點電荷q對接地導體球面(或空心導體球殼)的映象電荷
a為半徑
點電荷對不接地球面導體邊界的映象
點電荷在介質分界面上的映象電荷電量
3.3分離變數法---直接求解法(三種座標系下)
邊界條件
電位函式的通解例題見第五章
*第四章恆定電場
4.1 電流與電流密度
電流強度i的定義:
引入電流密度向量描述空間電流分布狀態
4.2 電流連續性方程
積分形式微分形式
恆定電流的電流連續性方程為
物理意義:流入閉合面s的電流等於流出閉合面s的電流----電流連續。
4.3 恆定電場
漏電流與電壓之比為漏電導,即
其倒數稱為絕緣電阻,即
4.4 恆定電場的邊界條件
4.5 恆定電場的邊值問題
靜電場和恆定電場性質比較:
相同點:場性質相同,均為保守場;
場均不隨時間改變;
均不能存在於理想導體內部;
不同點:源不同。靜電場的源為靜止電荷,恆定電場
的源為運動電荷。
存在區域不同。靜電場只能存在於導體外,
恆定電場可以存在於非理想導體內。
靜電模擬法
1)根據物理量的對應關係,把所研究的恆定電流場「翻譯」為對應的靜電場;
2)找出此靜電場的解,再把解中的靜電物理量換為電流場的物理量,便得出所研究電流場的解。
第五章恆定磁場分析
5.1 磁場的基本性質
磁感應強度向量
處於磁場中的電流元idl所受的磁場力df與該點磁場b、電流元強度和方向有關,即
畢奧-薩伐爾定律
設閉合迴路c上通有穩恆電流i,它在空間任意點r處產生的磁感應強度b為
5.2 真空中磁場的基本方程
(安培環路定律)
5.3 向量磁位
5.4 物質的磁化現象磁化強度
5.5 磁介質中磁場的基本方程
5.6 磁介質分界面上的邊界條件
5.7 標量磁位
5.8 恆定磁場中的靜電模擬法
恆定磁場與靜電場的物理量之間的對應關係:
*5.9 電感
5.10 磁場能量
第六章時變電磁場
6.1 法拉第電磁感應定律
電磁感應現象的實質:變化磁場激發電場
6.2 位移電流
6.3 麥克斯韋方程組
6.4 波動方程
6.5 電磁場的位函式
1)庫侖規範: 2)洛侖茲規範:
6.6 時變電磁場的邊界條件
一、邊界條件的一般形式
三、理想導體表面上的邊界條件
1)理想導體是指電導率為無窮大的導體,
2)電場強度和磁感應強度均為零。
3)表面上,一般存在自由電荷和自由電流。
設區域2為理想導體,區域1為介質,有 d2n,e2t,b2n,h2t均為零,得
注意:理想介質和理想導體只是理論上存在。在實際應用中,某些媒質的電導率極小或極大,則可視作理想介質或理想導體進行處理。
6.7 坡印廷定理和坡印廷向量
電磁能量符合自然界物質運動過程中能量守恆和轉化定律——坡印廷定理。
進入體積v的能量=體積v內增加的能量+體積v內損耗的能量
坡印廷向量
平均坡印廷向量:將瞬時形式坡印廷向量在乙個週期內取平均,用表示,即
注: 與時間t無關。
6.8 時諧電磁場
麥克斯韋方程的複數形式
複數形式的波動方程——亥姆霍茲方程
復坡印廷向量
平均能流密度向量或平均坡印廷向量
注:解題時實數和複數形式哪種方便用哪種。
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