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1、第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理1经典电磁理论的奠基人，气 体动理论创始人之一. 提出了有旋电场和位移电流的概 念，建立了经典电磁理论， 预言了以光速传播的电磁波 的存在. 在气体动理论方面，提出了气体分子按速率分 布的统计规律.麦克斯韦（18311879）英国物理学家第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理21865 年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提 出完整的电磁场理论，他的主要贡献是提出了“有 旋电场”和“位移电流”两个假设，从而预言了电磁 波的存在，并计算出电磁波的速度（即光速）.( 真空中 )1888 年赫兹的
2、实验证实了他的预言，麦克斯韦理论奠定了经典电动力学的基础，为无线电 技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景.第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理3稳恒电流磁场的安培环路定理：I：传导电流非稳恒电流一 位移电流第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理4(a)充电时(b)放电时两极板间电位移为：电位移通量为：时刻与传导电流同向第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理5位移电流：位移电流密度：电场中某点的位移电流密度等于该点的电位移矢量对时间的变化率；通过电场中的某截面的位移电流强度等于通过该截面的
3、电位移 通量对时间的变化率。在非稳恒情况下，电流也是连续闭合的。+ + + + +- - - - -第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理6二、全电流如果电路中同时有传导电流和位移电流通过某一截面，则二者 之和称为全电流。全电流电流密度：全电流电流强度：全电流在任何情况下总是连续的。存在媒体导体导体、电介质、真空第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理7三、位移电流的磁场 麦克斯韦认为： 位移电流激发磁场的规律与传导电流相同。全电流定理：在磁场中沿任一闭合回路磁场强度的线积分，在数值上等于该 闭合回路内传导电流和位移电流的代数和
4、。位移电流的意义：揭示了电场和磁场的内在联系涡旋磁场第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理8结论：传导电流和位移电流都能激发涡旋磁场。位移电流的引入深刻地揭示了电场和磁场的内在联系，反映了自然界对称性的美。法拉第电磁 感应定律表明了变化磁场能够产生涡旋电场，位 移电流假设的实质则是表明变化电场能够产生涡 旋磁场。变化的电场和变化的磁场互相联系，相 互激发，形成一个统一的电磁场。第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理9解： (1)平行板之间的电场为：D=jD均匀分布在横截面上，与传导电流同向。a例1.一圆形平行板电容器，两极板的
5、半径为a。设其正在充放电，电荷按规律Q=Qosint变化，忽略边缘效应。求：两极板间任意点的 jD 和 ？（2）位移电流强度：第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理（1）电容器两极板 间的位移电流（2）以两板中心连线为轴，取半径为r的圆形回路，应 用全电流定律例2. 有一平板电容器，两极板是半径R=0.1m的导 体圆板，匀速充电使电容器两极板间电场的变化率为。求：(1)位移电流；(2)两极板间 离两板中心连线为r处的磁感强度 和r=R处的 。第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电
6、流与全电流定律大学 物理12所以BrR第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理13例3.一空气平行板电容器，略去边缘效应。1）充电完毕后，断开电源，然后拉开两极板。此过程中两极板间是否有 jD？2）充电完毕后，仍接通电源，然后拉开两极板。此过程中两极板间是否有 jD？为什么？jD=0jD0D 改变！第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理14例4 有一圆形平行平板电容器, .现对 其充电,使电路上的传导电流 , 若略去边缘效应, 求（1）两极板间的位移电流;（2）两 极板间离开轴线的距离为 的点 处的磁 感强度 . *解 如图作一半径 为 平行于极板的圆形 回路，通过此圆面积的 电位移通量为第23章 麦克斯韦方程组与电磁波23-1 位移电流与全电流定律大学 物理15计算得代入数据计算得*
