第5节位移电流

合集下载

11-5 位移电流

麦克斯韦假设
（1）有旋电场 Ek
+ + + + + + + + +
I
Q S DS D 电位移通量
dQ d D dD dE I S S dt dt dt dt
dD dE I S dt dt
q0
D
q0
+ + + + + + + +
若把电位移通量的时间变化率看作为一种电流，那么电路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流。
传导电流电荷的定向移动位移电流
电场的变化真空中无热效应
通过电流产生焦耳热
传导电流和位移电流在激发磁场上是等效．
例1 有一圆形平行平板电容器,R 3.0 cm 现对其充电,使电路上的传导电流 I c 2.5 A , 若略去边缘效应, 求（1）两极板间的位移电流; （2）极板间离开轴线的距离为 r 2.0cm 的点 P 处的磁强度 .
l
r H (2 πr ) 2 I c R
B
Q
2
计算得
r H I 2 c 2 πR
0 r
2 πR
Q
2
Ic
代入数据计算得
I d 1.1 A
B 1.1110 T
5
Ic
R
P *r
Ic
证明
r Id 2 Ic R
2
2
dΦ D Id dt
ΦD D( πr )
Q D R2
S
安培环路定理 H dl I j ds
l
S
dD （2）位移电流 jd dt D dsq 0 D d sd dSV V 2 S D1 dsS V V B B E0 dl E2 d s dl ds l E1 dl l S l t S t B 0 ds 0 B d s 0 2 S B1 ds S S D D H2 d l s ds jd d s (j c H l ) d l H1 dl S t l S S c l t

位移电流与全电流定律

Hd
全电流定理：
jd
dD dt
涡旋磁场
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。
H dl L
I全 I Id I
D dS S t
位移电流的意义：揭示了电场和磁场的内在联系
7
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。
8
例1.一圆形平行板电容器，两极板的半径为a。设其
正在充放电，电荷按规律Q=Qosint变化，忽略
两极板间电位移为：D q
S 电位移通量为：D D S S q
(b)放电时
dD
dt
d(DS) d( S) dq
dt
dt dt
I (传导电流强度）
dD 方向： dt
Id
dD
dt
4
jd
dD dt
时刻与传导电流同向
位移电流：
Id
dD
dt
通过电场中的某截面的位移电流强度等于通过该截面的电位移通量对时间的变化率。
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：
j全
j
jd
j
dD dt
全电流电流强度：
I全
I
Id
I
dD
dt
全电流在任何情况下总是连续的。
6
三、位移电流的磁场

位移电流的测试与计算实验原理

位移电流的测试与计算实验原理位移电流是一种由电介质中电场强度发生变化引起的电流，它是电介质中电荷的位移运动产生的效应。

位移电流常常用于电介质材料的测试与计算。

实验装置通常由电源、介质电容器和电流测量仪器组成。

首先，将电源的正负极接入电容器的两端，以形成一个均匀的电场。

然后，通过测量电容器两端的电流变化，可以得到位移电流的大小。

在实验过程中，需要注意以下几点：1.选用合适的电源：应根据所需的电场强度和测量的精度选择适当的电源。

2.选择合适的电容器：电容器的结构和材料可以影响位移电流的产生和测量。

需要选用合适的电容器以获得准确的实验结果。

3.测量仪器的选择：可以选择适当的电流计或示波器来测量电容器两端的电流变化。

4.实验条件的控制：应控制好电场强度、温度和湿度等条件，以保证实验结果的准确性和稳定性。

在计算实验原理方面I = εrε0A(dE/dt)其中，I代表位移电流的大小，εr代表电介质材料的相对介电常数，ε0代表真空中的电介质常数（8.85×10⁻¹² F/m），A代表电容器的电极面积，(dE/dt)代表电场强度随时间的变化率。

根据上述公式，位移电流的大小与电场强度的变化率成正比，与电介质的相对介电常数和电容器的电极面积有关。

较大的相对介电常数和电极面积会导致较大的位移电流。

通过实验测量得到的位移电流值可以用于评估电介质材料的性质，如其导电性、介电强度和热效应等。

这对于电容器的设计和材料的选择具有重要意义。

总之，位移电流的测试与计算实验主要通过测量电介质中的电场强度变化来获取位移电流的大小。

实验装置的选用和实验条件的控制对于得到准确的实验结果至关重要。

位移电流的计算公式可以用于评估电介质材料的性质，为材料选择和设备设计提供参考。

位移电流的物理意义

位移电流的物理意义位移电流是一种特殊的电流，它是由于电场的变化而产生的。

在介质中，当电场发生变化时，电子会受到电场的作用而发生位移，从而产生电流。

这种电流被称为位移电流。

位移电流的物理意义非常重要，它在电磁学、电子学、通信等领域都有着广泛的应用。

下面我们来详细了解一下位移电流的物理意义。

位移电流是一种非常微弱的电流。

在一般情况下，位移电流的大小只有几个纳安（nA）级别，远远小于传统电流的大小。

但是，尽管位移电流很微弱，它在一些特殊的情况下却具有非常重要的作用。

位移电流的产生与电场的变化有关。

当电场发生变化时，电子会受到电场的作用而发生位移，从而产生电流。

这种电流的产生与电子的运动方向无关，而是与电场的变化方向有关。

因此，位移电流可以用来检测电场的变化。

第三，位移电流的产生与介质的性质有关。

在不同的介质中，位移电流的大小和方向都有所不同。

这是因为不同的介质具有不同的电介质常数和介电损耗。

在介质中，电场的变化会引起介质中的电荷分布发生变化，从而产生位移电流。

因此，通过测量位移电流的大小和方向，可以了解介质的性质。

第四，位移电流的产生与电磁波的传播有关。

在电磁波传播的过程中，电场和磁场会交替变化，从而产生电磁波。

在介质中，电磁波的传播会引起介质中的电荷分布发生变化，从而产生位移电流。

因此，通过测量位移电流的大小和方向，可以了解电磁波的传播情况。

第五，位移电流的产生与电容器的充放电有关。

在电容器充放电的过程中，电场会发生变化，从而产生位移电流。

在电容器充电时，电场的强度逐渐增加，电子会受到电场的作用而发生位移，从而产生位移电流。

在电容器放电时，电场的强度逐渐减小，电子会受到电场的作用而发生位移，从而产生位移电流。

因此，通过测量位移电流的大小和方向，可以了解电容器的充放电情况。

位移电流是一种特殊的电流，它的产生与电场的变化有关，具有非常重要的物理意义。

通过测量位移电流的大小和方向，可以了解介质的性质、电磁波的传播情况、电容器的充放电情况等。

经济法位移电流

经济法位移电流一、什么是位移电流？1.1 位移电流的定义位移电流是指在绝缘材料中，由于电场的变化而产生的电流。

它是由电场引起的电子的位移造成的，并不需要实际的电子流动。

位移电流是一种微小的电流，常常出现在高压设备的绝缘材料中。

1.2 位移电流的形成原理当绝缘材料中存在电场变化时，电子受到电场力的作用会产生位移，使电子在原子中发生微小的振动。

这些振动会导致电子与原子发生碰撞，从而引起局部电子能级的变化。

当电场变化足够快时，这种局部能级的变化将导致电子在不同区域的分布发生变化，进而导致位移电流的产生。

1.3 位移电流与传导电流的区别位移电流与传导电流是电流的两种不同形式。

传导电流是指电子在导体中的传导和漂移，是由电子的实际流动所引起的；而位移电流则是绝缘材料中没有真实的电子流动，只是电子位移造成的一种表现。

传导电流主要发生在导体中，而位移电流则主要发生在绝缘材料中。

二、位移电流的应用2.1 绝缘材料的研究位移电流是研究绝缘材料性能的重要指标之一。

绝缘材料在高电压下容易形成电场，从而产生位移电流。

通过对位移电流的研究，可以评估绝缘材料的耐电压性能、绝缘性能以及其在电气设备中的使用寿命。

2.2 高压设备的安全评估位移电流也是对高压设备安全性进行评估的重要依据之一。

在高压设备中，位移电流可能导致电气设备局部的温升。

通过对位移电流的检测和分析，可以帮助判断电场分布情况，评估设备的绝缘状况，从而保证设备的安全性和可靠性。

2.3 绝缘材料的改进与优化位移电流的研究不仅可以评估绝缘材料的性能，还可以为绝缘材料的改进与优化提供指导。

通过在实验中调整电场变化速率、改变材料结构和成分等手段，可以降低位移电流的产生，提高绝缘材料的绝缘性能和电气性能。

三、位移电流实验和检测方法3.1 实验装置进行位移电流实验通常需要使用高压设备和绝缘材料。

实验装置包括高压源、温度传感器、位移电流检测仪等。

3.2 实验步骤•准备实验装置，设置不同的高压条件。

第6章5位移电流_M氏方程组_小结

无线电技术和现代电子通讯技术发展开辟
了广阔前景.
体，是同一物质在不同情况下的表现。 3. 是宏观电磁学理论体系的核心。
麦克斯韦（James Clerk Maxwell 1831——1879)
•他提出了有旋电场和位移电流概念，建立了经典电磁理论，并预言了以光速传播的电磁波的存在。他的《电磁学通论》与牛顿时代的《自然哲学的数学原理》并驾齐驱，它 19世纪伟大的英国是人类探索电磁规律的一个里程碑。物经理典学电家磁、理数论学的家奠。•在气体动理论方面，他还提出气体基人，气体动理论分子按速率分布的统计规律。
S
三、位移电流
电流的连续性问题:
R
包含电阻、电感线圈的电路,电流是连续的.
I
LI
? 包含有电容的电
流是否连续？
I
1、问题的提出
恒定电流磁场的安培环路定理
rv
Ñl B dl 0I
rr
I0
0 S j dS
+++++
I
l
R I0
在电流非稳恒状态下,安培环路定理是否正确 ?
对于v曲v面S1
Ñl B dl 0I r
四、麦克斯韦方程组
Ñ 积分形麦S 式克Bv斯dSv韦ÑS假0E 设 dSv—蜒l—Bqv0涡dlv旋电蜒l 0Ev场Sd与lJvv位0移SddE电trBtv流ddSvSv
微分形式
i
j
k
x y z
意义
麦克斯韦电磁场理论是物理学上一次重大的突破,爱因斯坦在一次纪念麦克斯韦诞辰时说:这“…是牛顿以来物理学上经历的最深刻和最有成果的一次真正观念上的变革.” 1. 预言了电磁波的存在. 2. 说明电场、磁场密切联系，是一个统一整

解释位移电流

解释位移电流位移电流：一种特殊形式的电流，对我们的生活和科学世界有深远影响一、位移电流的定义位移电流，也称为虚位移电流，是指在电场变化下引起的电偶极子的移动。

它是一种特殊的电流形式，与传导电流不同，位移电流并不涉及电荷的宏观移动。

二、位移电流的产生机制位移电流的产生源于电场的变化。

当电场受到外部因素的影响（如电压的变化或电磁波的传播）时，电场中的电偶极子会发生移动，从而产生位移电流。

三、位移电流的性质1.位移电流与传导电流不同，它不涉及电荷的宏观移动，而是由电场变化导致的。

2.位移电流与传导电流一样，也具有“流”的特性，即满足流体力学的基本规律。

3.位移电流在某些方面与传导电流有相似之处，如产生的磁场效应。

四、位移电流与传导电流的关系虽然位移电流和传导电流在产生机制和性质上有所不同，但它们之间也存在一定的联系。

位移电流可以看作是传导电流在微观层面上的表现。

当传导电流存在时，其产生的电场变化会导致电偶极子的移动，从而产生位移电流。

五、位移电流在物理学的应用位移电流在物理学中有广泛的应用，例如在电磁场理论、光学和物质电磁性质的研究中。

此外，位移电流在通信、电子设备和磁学等领域也有重要的应用。

六、位移电流的单位和符号位移电流的单位是安培（A），与传导电流的单位相同。

在电路图中，通常用符号“I”表示电流。

对于位移电流，也可以采用相同的符号表示。

七、需要注意的特例1.当电场变化缓慢时，位移电流可以通过高斯定律计算得出。

但在电场变化迅速的情况下，位移电流的计算需要使用更复杂的公式。

2.在某些特殊情况下，如无源电场中，位移电流可以导致能流的出现。

这是因为在这种情况下，电场的能量密度会发生变化。

八、未来研究展望尽管我们对位移电流已经有了一定的了解和应用，但还有很多问题值得进一步研究和探讨。

例如，如何更精确地测量位移电流？如何利用位移电流实现高效的能源转换？这些问题都需要我们进行更深入的研究。

此外，随着科技的不断发展，我们也将有机会看到位移电流在更多领域的应用。

位移电流

四、平板电容器中位移电流的方向和大小 1、方向：可根据“全电流连续”或位移电流密度的方向来判断。 D
Ic + + + +
ε
D
-I -d R
Jd
t
充电
Ic + + + +
D
-I -d R
放电
2、大小： I d
d D d ( DS 板 ) d ( 0 ES板） dt dt dt dE dt
(1) H d l Ic

S
B E dl dS ( 2 ) L S t B dS 0 ( 3 )
S
D dS
q
i
0 ( 1 )

L
H d l

D ( Jc ) dS ( 4 ) S t
单位时间内，通过⊥传播方向的单位面积的辐射能称为辐射强度或能流密度。 u 以S表示能流密度， dt时间内⊥通过面积dA的辐 w 射能为 wudtdA
1 1 2 2 u 1 S ( E H ) 2 1 ( E H E H ) EH 又 E H S 2
四、电磁波的性质在远离波源的自由空间中的小范围内, 电磁波可看成平面波。自由空间：无自由电荷和传导电流，且空间无限大，即不考虑边界的影响。空间可以是真空，也可以充满均匀介质。电磁波的传播不需要介质自由空间内传播的平面电磁波的性质：
1、是横波且 E H . E、H 、 u成右螺关系 u沿E H方向 2、E、H 分别在自己的平

大学物理 13-5位移电流等

2E
2E t2
0
同理可得：
2
B
2B
t 2
0
令
1
则上两式成为
电磁场的传播速度
2
E
1
2
2E t 2
0
2B
1
2B
0
2 t 2
电磁场的波动方程
在真空中：
1 c 3.0 108 m s
00
2E
1
2E
0
2 t2
2B
1
2B 0
2 t 2
对于仅沿 x 方向传播的一维平面电磁波，有
位移对时间的变化率有密切的关系！
q0
D
q0
I
+++++++++
I
q0
D
q0
++
+
+
I
+ +
+
+
S1
+
S
S2
由高斯定理:
0
q D dS D dS D dS
S
S1
S2
即
q
D
S2
dS
e
I
做一高斯面
则
q
D
S2
dS
e
I dq d
D dS
D
dS
d e
D 0 r E B 0r H
13-6 电磁波的波动方程电磁波:
根据麦克斯韦理论，在自由空间内的电场和磁场满足
即变化的电场可以激发变化的磁场，变化的磁场又可以激发变化的电场，这样电场和磁场可以相互激发并以波的形式由近及远,以有限的速度在空间传播开去，就形成了电磁波。

《位移电流》PPT课件

16
第五节位移电流电磁场基本方程的积分形式
一、麦克斯韦电磁理论的建立二、位移电流全电流安培环路定理
在麦克斯韦的时代，关于电磁场的基本规律可概括为：
（1）电场的高斯定理：
D d s q
S
（S内）
D 称为电位移矢量: D 0 r E E
1
（2）静电场的环路定理：
L E dl 0
例：一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片,在充电时,板间电场强度的变化率为dE/dt. 若略去边缘效应,则两板间的位移电流为 .
解：
Id
d D dt
R2
dD dt
0R2
dE dt
12
例：一圆形平行板电容器，两极板的半径为a。设其
正在充放电，电荷按规律Q=Qosint变化，忽略边缘
I = ID
二麦克斯韦方程组：
S2
S1 - +
-+
L
-+ -+
I
1、 D d s q
S
——
（S内） D的高斯定理
(反映了电场的有源性)
物理意义：在任何电场中，通过任何闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内自由电荷的代数和。
8
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功能的一种设计方式。
t
D
j 这个量是连续的。
t
5
定义：
ID
dD dt
D dS t
位移电流
位移电流密度： jD
D t
E t
位移电流的性质：
1）ID的实质是变化电场，Dt 0,
jD 0
ID不产生焦耳热！

材料科学基础位移电流

材料科学基础位移电流一、什么是位移电流?位移电流是指当电场的强度变化时，产生的电流现象。

当电场发生变化时，电场中的自由电子和空穴受到力的作用，发生位移，并形成位移电流。

二、位移电流的产生原理位移电流的产生主要基于电场的变化。

当电场强度发生变化时，电场中的电子和空穴会发生位移，这种位移现象就产生了位移电流。

具体的产生原理是：1.电场中的自由电子和空穴受到电场力的作用，产生位移；2.位移过程中，自由电子会移动到正极，而空穴则移动到负极；3.这种电荷的移动形成了一个闭合回路，从而产生了位移电流。

三、位移电流的特性位移电流有一些特性和规律，包括：1. 与电场变化速率成正比位移电流的大小与电场的变化速率成正比。

即当电场的变化速率增大时，位移电流也会增大；反之，当电场的变化速率减小时，位移电流也会减小。

2. 不与电阻有直接关系位移电流不与电阻有直接关系，即位移电流不会因为电阻的存在而减小。

这是因为位移电流的产生不依赖于电子的碰撞和流动，而是与电场的变化相关。

3. 同方向性位移电流的方向与电场变化的方向相同。

当电场的强度增加时，位移电流的方向是从正极到负极；当电场的强度减小时，位移电流的方向是从负极到正极。

4. 无能量损耗位移电流不伴随能量损耗。

由于位移电流的产生不需要电子的碰撞和流动，因此不会产生热量和能量损耗。

四、位移电流的应用位移电流在许多领域都有广泛的应用，包括：1. 电容器的充放电过程在电容器的充放电过程中，由于电场的变化，会产生位移电流。

这种位移电流会影响电容器的充放电速度和效果。

2. 电磁感应现象当导体中的磁通发生变化时，会产生涡流，从而产生位移电流。

这种位移电流是电磁感应现象的重要表现。

3. 电磁波的传播在电磁波传播过程中，电场和磁场的变化会产生位移电流。

这种位移电流是电磁波传播的重要因素之一。

4. 电场强度的测量位移电流可以用于测量电场强度的变化。

通过测量位移电流的大小，可以得到电场强度的信息，从而实现对电场的测量和分析。

算法与数据结构实验位移电流

算法与数据结构实验位移电流
一、实验介绍
本次实验是算法与数据结构课程的一项实验，主要涉及位移电流的计算。

本实验旨在通过计算位移电流，深入了解数据结构和算法的应用。

二、实验原理
1. 位移电流的定义：在磁场中运动的导体中，由于磁通量发生变化而
产生的感应电动势所激发出来的电流称为位移电流。

2. 位移电流计算公式：I = σ * ∂E/∂t，其中I为位移电流，σ为材料导电率，E为磁场强度。

三、实验步骤
1. 构建数据结构：使用链表或数组等数据结构存储磁场强度和时间变化。

2. 计算位移电流：根据公式I = σ * ∂E/∂t 计算每个时间点上的位移电流，并将结果存储到数组中。

3. 绘制曲线图：使用Matplotlib库绘制时间和位移电流之间的曲线图。

四、实验结果分析
1. 分析不同材料导体对于位移电流大小和变化趋势的影响。

2. 比较不同数据结构对于计算速度和空间复杂度的影响。

3. 探究不同算法对于位移电流计算的精度和效率的影响。

五、实验总结
通过本次实验，我们深入了解了数据结构和算法在位移电流计算中的应用。

同时，我们也掌握了使用Matplotlib库绘制曲线图的方法。

本实验为我们今后在相关领域的研究提供了基础和参考。

位移电流和全电流定律-文档资料

LE涡 dlStdS
D
LH ddlSt dS
B
D
t
t
E涡左旋
右旋 Hd
对称美
9
例7-13 半径为R,相距l(l«R)的圆形空气平板电容器,
两端加上交变电压U=U0sint,求电容器极板间的:
(1)位移电流; (2)位移电流密度的大小; (3)位移电流激发的磁场分布B(r),r为圆板的中心距离.
P
O
O
R
l 10
解： (1)由于l«R,故平板间可作匀强电场处理,
E U U0 sint
l
l
根据位移电流的定义
P
O
O
R
l
Id
de dDS
dt dt
0
dE dt
R2
0R2
l
U0cost
11
另解
dQdCU dU
Iddt
C dt dt
平性板电容器的电容 C 0R2
l
代入,可得同样结果.
(2)由位移电流密度的定义
cost
r
13
r R
L 2H 2d lIdJdR 2
P
O
O
R
H22Id r 0R 22 lU0cots1 r
l
B2 0H2 R22Ulc02cost1r
14
静电场和稳恒磁场的基本规律
静电场
稳恒磁场
SDdSVdV
SBdS0
E 涡
Edl 0
L
H dl jdS
Id
L
S
变
B
19
麦克斯韦方程组(微分形式)(P279，7-38,7-39式)
D
E0

大学物理课件---位移电流-[福州大学...李培官]

+ D - I传 I传
S
是极板上的电荷面密度。
I传 S d dD dDS d D S dt dt dt dt
由D 得
电容器极板之间的电位移通量对时间的变化率和传导电流的大小相等，可以作为电流对待。
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。定义：位移电流等于电位移通量随时间的变化率
麦克斯韦的“位移电流”
假说，是对人类的巨大贡献。揭示出，变化的电场可以产生电流，
而电流的存在，就意
味着磁场的存在。
因此，变化的电场可以
产生磁场。
8
2. 位移电流 ID的性质（1）位移电流仅由变化的电场所引起,它不依赖导体, 可在任何有变化电场的空间出现, 不产生焦耳热，即ID的实质就是变化电场。
B(r )
0 0
2
dE 5 r 5.6 10 r dt
B( R)
在边缘处
r R 0.05m
0 0 dE
2 r dt
2.8 10 6 (T )
19
【例3】设平行板电容器极板为圆板，半径为R ，两极板间距为d,用缓变电流 IC 对电容器充电求 P1 ,P2 点处的磁感应强度解任一时刻极板间的电场 D E
B2
0 I C
2 πR
2
r2
20
Tips for Better Life
欢迎指导 for 2013
再见
今天是2013年10月1日星期二
21
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。 d D 位移电流 ID S D dS dt t 位移电流密度 jD D 0 r E t t 结论：在电容器中，ID总= i，极板中断的传导电流由ID接替，保持电流的连续性。 7

13-5位移电流等

二、麦克斯韦方程组
静电场
D dS dV
S V
稳恒磁场
D
B dS 0
S
B 0
H J
E dl 0
L
E 0
H dl J dS
L S
E涡
B LE dl S t dS
2
解上两微分方程得：
E E0 cos ( t )
x

沿X轴正方向传播的
在真空中安培环路定理表示成更为简洁的形式
D dS l H dl S t
此式不仅更清楚地揭示
位移电流假说的核心：
D t
变化的电场可以激发磁场。
而且，给出了变化的电场和它激发
的磁场在方向上的右手螺旋关系。
H
麦克斯韦的有旋电场假说和位移电流假说为建立统一的电磁场理论奠定了理论基础。
光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。
麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师，他非常重视实验，由他负责建立起来的卡文迪许实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为举世闻
名的学术中心之一。他善于从实验出发，经过敏锐的观察思
考，应用娴熟的数学技巧，从缜密的分析和推理，大胆地提出有实验基础的假设，建立新的理论，再使理论及其预言的结论接受实验检验，逐渐完善，形成系统、完整的理论。麦克斯韦严谨的科学态度和科学研究方法是人类极其宝贵的精神财富。
位移电流的实质
从安培环路定理的普遍形式
D dS l H dl I I d s j dS S t
可知，麦克斯韦位移电流假说的实质在于，它指出不仅传导电流可以在空间激发磁场，位移电流同样可以在空间激发磁场。

5.2位移电流

Chap.5 时变电磁场 — §5.2 位移电流
内容小结
1. 位移电流
D Jd t
2. 广义安培环路定律
D c H dl I t S (J J d ) d S S (J t ) d S
E ex Em cos t
D E Jd ex 0 r Em sin t t t
其幅值为
J dm 0 r Em 4.5 103 Em
传导电流的幅值为
J cm Em 4Em
第五章时变电磁场
5.2 位移电流
Chap.5 时变电磁场 — §5.2 位移电流
主要内容

位移电流（难点）全电流定律（重点）

学习目的

掌握位移电流、真实电流（传导电流、运流电流）的异同掌握恒定磁场与时变磁场的区别

Chap.5 时变电磁场 — §5.2 位移电流
1、安培环路定律的局限性局限性之一：
Chap.5 时变电磁场 — §5.2 位移电流
局限性之二：
作闭合曲线 c 与导线交链，根据安培环路定律
c
经过S1 面
H dl J d S i
c S1
i
S2
S1
经过S2面
H dl J d S 0
D H t
故
D Jd H t ex ey ez x y z 0 Hy 0 H y ex ex 2.63 104 sin(3 109 t 10 z )(A / m 2 ) z

课件--位移电流

【教案】12.5 位移电流一、教学目的与要求1、建立位移电流与变化电场的关系；2、建立变化的电场与所产生的涡旋磁场的关系；3、了解全电流安培环路定理及物理意义。

二、教材内容与补充内容 Ch12 电磁感应 12.5 位移电流三、重点与难点重点：位移电流概念的建立难点：位移电流概念的理解和应用；全电流安培环路定理的建立四、教学组织 12.5 位移电流12.5.1 位移电流（20′） 1. 遇到的问题考虑图一所示的电路在电键闭合后电路到达稳态时间内磁感应强度沿闭合回路L 的积分。

10C LS B dl j ds =≠⎰⎰(1)200LS B dl ds ==⎰⎰ (2)说明稳态电路中的安培环路定理不适用于非恒定电流的情况。

图1. 含有电容器的电路2.引导学生了解电场强度通量、电流与电荷变化率的关系考虑S 2面的电场强度通量： 2S qE ds ds σε--'=-=⎰⎰ (3)单位时间内负极板上增加的电荷为dq ：2S dq E ds dt t∂=∂⎰ (4)负极板上电荷增加意味着等量正电荷在电源作用下通过S 1面：1C S dqj ds dt =⎰ (5)因此：12C S S Ej ds ds t∂=∂⎰⎰(6)3. 引入位移电流概念，强调位移电流与传导电流的区别真空中： 0d E j tε∂=∂ (7)介质中：d Dj t∂=∂ (8)位移电流的单位与电流的单位相同。

位移电流与传导电流相比，唯一共同点仅在于都可以在空间激发磁场，但二者本质是不同的：(1) 位移电流的本质是变化着的电场，而传导电流则是自由电荷的定向运动； (2) 位移电流没有热效应和化学效应等，而传导电流具有这些效应；(3) 位移电流可以存在于真空、导体、电介质中，而传导电流只能存在于导体中； (4) 位移电流的磁效应服从安培环路定理。

12.5.2 普遍的安培环路定理（8′） 1. 全电流的概念C Dj j t∂=+∂ (9)2. 全电流的安培环路定理LSB dl j ds =⎰⎰(10)3. 全电流安培环路定理的意义。