LOGO金属建材电磁金属建材电磁连铸技术连铸技术04洛阳理工学院机电系 王雷王雷 第二章第二章 电磁冶金原理电磁冶金原理2.2 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组u麦克斯韦方程组揭示了电场与磁场、磁场与电流和电荷麦克斯韦方程组揭示了电场与磁场、磁场与电流和电荷之间的关系之间的关系u作用类似于经典力学中的牛顿定律作用类似于经典力学中的牛顿定律u麦克斯韦麦克斯韦是电磁场的基本方程是电磁场的基本方程u在研究电磁场时，主要关注四个矢量：在研究电磁场时，主要关注四个矢量： 电场强度电场强度E 电通量密度电通量密度D 磁场强度磁场强度H 磁通量密度磁通量密度B 2024/9/52 第二章第二章 电磁冶金原理电磁冶金原理麦克斯韦方程组的微分形式麦克斯韦方程组的微分形式2-402-412-422-432024/9/53 第二章第二章 电磁冶金原理电磁冶金原理麦克斯韦方程组的物理意义麦克斯韦方程组的物理意义u第一方程表明：不仅传导电流产生磁场，而且随时间变第一方程表明：不仅传导电流产生磁场，而且随时间变化的电场也产生磁场化的电场也产生磁场u第二方程表明：随时间变化的磁场产生电场第二方程表明：随时间变化的磁场产生电场u第三方程表明：磁场无通量源，即不存在磁荷第三方程表明：磁场无通量源，即不存在磁荷u第四方程表明：电场有通量源，电荷是产生电场的源第四方程表明：电场有通量源，电荷是产生电场的源2024/9/54 第二章第二章 电磁冶金原理电磁冶金原理麦克斯韦方程组的积分形式麦克斯韦方程组的积分形式1、2、3、4、全电流定律全电流定律磁通连续性定律磁通连续性定律高斯定律高斯定律电磁感应定律电磁感应定律2024/9/55 电流连续性方程电流连续性方程微分形式微分形式 取取一一闭合曲面闭合曲面S,S 所包围的体积为所包围的体积为 ，， 从闭合面内流出的总的电流等于单位时从闭合面内流出的总的电流等于单位时间流出的电荷量。
由电荷守恒定律，它应等于体积间流出的电荷量由电荷守恒定律，它应等于体积 内电荷的减少率，即内电荷的减少率，即体积体积V内体电荷密度内体电荷密度为为高斯散度定理高斯散度定理2024/9/56 第二章第二章 电磁冶金原理电磁冶金原理静态场静态场u静态场是电磁场的特殊情况，是场量不随时间静态场是电磁场的特殊情况，是场量不随时间变化的场变化的场u在静态情况下，电场和磁场可以独立存在在静态情况下，电场和磁场可以独立存在u静电场仅由电荷产生静电场仅由电荷产生u恒定磁场是由恒定电流产生的恒定磁场是由恒定电流产生的2024/9/57 第二章第二章 电磁冶金原理电磁冶金原理时变电磁场时变电磁场u时变电磁场即随时间变化的电磁场时变电磁场即随时间变化的电磁场u此时，电场和磁场互相影响此时，电场和磁场互相影响u在无源区域内，时变的电场产生磁场，时变的在无源区域内，时变的电场产生磁场，时变的磁场产生电场磁场产生电场2024/9/58 第二章第二章 电磁冶金原理电磁冶金原理正弦电磁场正弦电磁场u正弦电磁场又称时谐场，是指电场和磁场的每正弦电磁场又称时谐场，是指电场和磁场的每一个分量都随着时间作正弦变化一个分量都随着时间作正弦变化u正弦电磁场在工程实际中有广泛应用正弦电磁场在工程实际中有广泛应用2024/9/59 第二章第二章 电磁冶金原理电磁冶金原理人与电磁场的关系人与电磁场的关系u人体也能产生电磁场人体也能产生电磁场u电磁场对人的危害电磁场对人的危害u电磁辐射的防护电磁辐射的防护2024/9/510 电磁场的边界条件电磁场的边界条件1．为什么需要边界条件：1）描述媒质分界面两侧电磁场的变化情况，由于媒质和场量不连续，微分不存在，所以微分方程不能用。
2）从数学上讲，用麦克斯韦微分方程求解电磁场时必须有边界条件才能有确定解用积分方程求解不需要边界条件，事实上积分方程就包含了边界条件我们正是用积分方程导出边界条件的2024/9/511 电磁场的边界条件电磁场的边界条件2 边界条件1）H的边界条件 H的切向分量在分界面上不连续，与分界面上的自由电流面密度有关2）E的边界条件 E的切向分量在分界面上是连续的3）B的边界条件 B的法向分量在分界面上连续4）D的边界条件 D的法向分量在分界面上不连续2024/9/512 第二章第二章 电磁冶金原理电磁冶金原理电磁场的物质属性电磁场的物质属性u电磁场不是物质，但是有物质属性电磁场不是物质，但是有物质属性u电磁场可以有力的作用，如静电力、磁铁对铁电磁场可以有力的作用，如静电力、磁铁对铁磁物质的吸力、电流周围产生的磁力等磁物质的吸力、电流周围产生的磁力等u电磁场具有能量电磁场具有能量u电磁场简介：电磁场简介：1、、2、、3、、42024/9/513 LOGOAdd your company slogan 麦克斯韦麦克斯韦返回2024/9/515 人体电磁场人体电磁场返回2024/9/516 电磁危害电磁危害返回2024/9/517 电磁辐射防护电磁辐射防护返回2024/9/518 电磁场简介电磁场简介1返回2024/9/519 电磁场简介电磁场简介2返回2024/9/520 电磁场简介电磁场简介3返回2024/9/521 电磁场简介电磁场简介4返回2024/9/522 。