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位移电流
2
I
S2S1
恒定电流取环路 L,对环路
取两个任意曲面 S1,S2,
L
I
?? ?? IldHL ??
?? ?? IldHL ??
?? ?? 1S Sdj ??
?? ?? 2S Sdj ??
对于稳恒电流,穿过环路所张任意曲面的的电
流强度都是相等的。
但对于非稳恒电流又如何呢?
由安培环路定理有:
穿过两个曲面的电流强度相等,
一、位移电流的提出
以电容器充、放电过程为例,
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S1 面有电流流过,而 S2 面无电流
通过。
?? ?? IldHL ??
对 S2 面应用安培环路定理,由于 S2 面无电流通过,
? ?L ldH ??
?? ?? 1S Sdj ??
?? ?? 2S Sdj ??
0?
对于同一个环路 L,由于对环路所张的曲面不同,
所得到的结果也不同。
作环路 L,对 L 也取两个曲面 S1,S2。
对 S1 面应用安培环路定理:
为了使稳恒磁场的安培环路定理也适用于非稳恒电
流的电路,麦克斯韦提出了 位移电流 的假设。
S2S1
L ? K
?
二、位移电流假设
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Id
Ic
S
? -?设在电容器导体极板上的电荷密
度为 ?,极板面积为 S。
dt
dqI
c ?
电路中电流
dt
Sd )(??
极板间电位移通量对时间的变化率为:
dt
DSd
dt
d D )(??
dt
d
dt
dqI D
c
????
dt
dS ??
dt
dS ??
1865 年麦克斯韦提出一个假设,当电容器充、放
电时,电容器中的电场发生变化,变化的电场可等效
为电流,这种电流称为位移电流 Id。
某一时刻位移电流的大小和方向,就是该
时刻电路中传导电流的大小和方向。
dt
dI D
d
??
cI?
位移电流等于电位移通量随时间的变化率。
? K
?
5
位移电流:
dt
SDd )(?
S
Ij d
d ?
如果极板面积不变 dtdDS?
dt
dD?
t
D
?
??
位移电流密度
dt
dI D
d
??
强调,位移电流是由变化的电场等效而来的。
dt
dI D
d
??
cI?
2.位移电流 Id 与传导电流 Ic 的比较
位移电流 是由变化的电场等效而来的,无宏观的电荷移
动,无热效应。
传导电流 是由电荷的宏观移动引起的,会产生热效应。
在引入了位移电流后,电容器的充放电过程也就可
以看成是闭合回路了,这样就使电流保持了连续性。
6
麦克斯韦进一步假设,位移电流在其周围空间也能
激发磁场,并且这磁场与等值的传导电流所激发的
磁场完全相同。
全电流,dc III ??
全电流永远是连续的。
dcL IIldH ????
??
在一般情况下,空间中的磁场应该是由传导电流
和位移电流共同产生的。空间中的总磁场和全电流满
足安培环路定理,即:
式中:
CI
代表传导电流,
是由全电流产生的。H? 电磁场的基本方程之一
dt
dI D
c
???