《电磁学》PPT课件•电磁学基本概念与原理•静电场中的导体和电介质•恒定电流与恒定磁场•电磁感应与交流电路基础•电磁波传播与辐射理论•现代电磁学技术应用与发展趋势contents目录01电磁学基本概念与原理电场磁场电场性质磁场性质电场与磁场定义及性质01020304由电荷产生的特殊物理场，描述电荷间的相互作用。由运动电荷（电流）产生的特殊物理场，描述磁极间的相互作用。对放入其中的电荷有力的作用，且力的方向与电荷的电性有关。对放入其中的磁体或通电导线有力的作用，且力的方向与电流方向及磁场方向有关。库仑定律与高斯定理库仑定律描述真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。高斯定理通过任意闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内所包围的所有电荷的代数和除以真空中的介电常数。反映了电场的性质，即电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷。描述电流元在空间任意点P处所激发的磁场。该定律在电磁学中的地位类似于库仑定律在静电学中的地位，是求解恒定电流的磁场分布的基础。利用毕奥-萨伐尔定律可以求解载流导线、载流线圈等电流分布所产生的磁场分布。毕奥-萨伐尔定律及应用应用毕奥-萨伐尔定律洛伦兹力运动电荷在磁场中所受到的力，其方向垂直于磁场方向和电荷运动方向所构成的平面，且遵循左手定则。安培力通电导线在磁场中所受到的力，是洛伦兹力的宏观表现。安培力的方向同样遵循左手定则，且安培力的大小与导线长度、电流强度及磁感应强度有关。洛伦兹力与安培力分析02静电场中的导体和电介质当导体置于静电场中时，其内部自由电子受到电场力作用而移动，使得导体两端分别出现正负电荷，这种现象称为静电感应。静电感应当导体内部电荷分布达到稳定状态，即导体内部电场强度为零时，称导体处于静电平衡状态。此时，导体表面电荷分布满足一定规律。静电平衡处于静电平衡状态的导体，其内部电场被屏蔽，使得外部电场无法对导体内部产生影响。屏蔽效应导体在静电场中特性123电介质在静电场作用下，其内部正负电荷中心发生相对位移，形成电偶极子，这种现象称为电介质极化。电介质极化电介质极化的机理包括电子极化、原子极化和取向极化等。不同电介质在静电场中的极化程度不同，这与其内部结构有关。极化机理描述电介质极化程度的物理量称为极化强度，它与电介质的性质、静电场强度以及温度等因素有关。极化强度电介质极化现象及机理在静电场中，不同媒质分界面上电场强度和电势满足一定的边界条件，这些条件反映了电场在不同媒质间的传播规律。边界条件在静电场中，电荷守恒定律要求电荷的流入流出保持平衡。因此，可以建立连续性方程来描述电荷分布和电流之间的关系。连续性方程边界条件与连续性方程描述静电场中电势与电荷分布之间关系的偏微分方程称为泊松方程。通过求解泊松方程，可以得到静电场的电势分布。泊松方程在无源区域（即没有电荷分布的区域）中，泊松方程简化为拉普拉斯方程。拉普拉斯方程的解描述了无源区域中电势的分布情况。拉普拉斯方程求解泊松方程和拉普拉斯方程的方法包括分离变量法、有限差分法、有限元法等数值方法，以及镜像法、保角变换法等解析方法。求解方法泊松方程和拉普拉斯方程求解03恒定电流与恒定磁场焦耳定律揭示电流通过导体产生的热量与电流、电阻和时间的关系，即Q=I²Rt。应用举例电路分析、电热器设计、电动机过载保护等。欧姆定律描述线性电阻元件上电压与电流的关系，即V=IR。欧姆定律与焦耳定律应用霍尔效应01当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于电流和磁场的方向上会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象称为霍尔效应。霍尔器件原理02利用霍尔效应制成的磁敏元件，能将磁信号转换为电信号输出，具有体积小、重量轻、功耗低、寿命长、安装方便、频率高等特点。应用举例03位置传感器、速度传感器、电流传感器等。霍尔效应及其器件原理磁路计算方法包括磁路的欧姆定律、磁路的基尔霍夫定律等，用于求解磁路中的磁通、磁势、磁阻等参数。实例分析通过具体磁路实例，如电磁铁、变压器等，分析磁路的结构、工作原理和性能特点。磁路计算方法和实例分...
