东南大学《电机内的电磁场》课件第一章
东南大学《电机内的电磁场》课件--绪论

Two Forms of Maxwell’s Equations
• Integral form
– Describe EMF in a space region
• Differential form
– Describe EMF of some space point
• Integral form=Differential form+boundary conditions
• Scalars
– ρ…电荷密度 charge density C/m3
EMF Laws (1)
• 全电流定律(Total current law)
∇ × H = J c + ∂D / ∂t = J
H ⋅ dl = ∫ ( J c + ∂D / ∂t ) ⋅ ds ∫
l s
– ∇ … Hamilton operator
– Basic theory of magnetostatic field – Basic theory of time varying field
• Numerical Method of EMF
– Mathematic foundation of numerical methods – 有限差分法(Finite Difference Method, FDM) – 有限单元法(Finite Element Method, FEM)
S2
B2
EMF Laws (4)
• 高斯定律(Gauss law)
D ⋅ ds = ∫ ρdv ∫
s v
∇⋅ D = ρ
EMF Laws (5)
• 电流连续性定律(Current continuity law)
电磁学第一章静电场.ppt

n
E Ei i 1
(4) 电场强度与电场力的关系 F q0 E
18
三、电场强度的计算
(1) 点电荷Q所产生电场的电场强度
电荷q 在电场中受力
F 4 0r 2 r0
F
Q
E q 4 0r 2 r0
r0 是由源电荷Q 指向场点. 场强方向是正电荷受力方向.
(2) 点电荷系所产生的电场的电场强度
2
3. 创设模型。物理学并不讳言自身只研究模型。模型并不全同 于真实,但物理学的成功正在于创造出许多成功的模型。模型是 “理想化”的,但不是“伪劣”的,它突出了许多表面上看是千差 别的物体最本质的特征,例如法拉第的“力线”模型的建立。
三、悟物穷理
学好物理学,关键是勤于思考,悟物穷理。
“细推物理须行乐,何用浮名绊此身”
一、电场线——用一簇空间曲线形象地描述场强的分布
1. 规定:曲线上每一点的切线方向为电场强度方向。大小为 在垂直于场强方向上单位面积上的电力线数目。
2. 电力线性质
E dN dS
1) 静电场电力线始于正电荷(或无穷远)终止于负电荷, 不会
在没有电荷处中断;
2) 两条电力线不会相交;
3) 静电场的电力线不会形成闭合曲线.
一、迎接挑战—关于电磁学的教学
1. 电磁学-研究对象的重大变化,必将引起基本观念、规律 性质的深刻变化,必将导致新的概念、新的研究方法、新 的描述手段和新的数学工具的出现,从而标志新的研究领域 的开辟,预示新的理论的诞生。
2.电磁场理论的研究由静止转为运动,由稳恒步入变化,最终 建立了一组十分优美而简洁的麦克斯韦方程组。它概括了麦 克斯韦之前所有的电磁经验定律。它不仅是物理学史上划时 代的伟大成就,也为理解什么是物理理论、怎样建立物理理 论提供了光辉的范例。
基础物理课件PPT-第19讲-电磁学-第一章-静电场

电场性质: a) 力的性质:
对处于电场中的其他带电体有作用力; b) 能量的性质:
在电场中移动其他带电体时,电场力要对它作功 Q:怎么描述电场?
§1-2 电场强度 理学院 物理系 陈强
§1-2 电场强度 一.电场强度
§1-3.静电场的Gauss定理(重点!!!)
一. 电场线 (Faraday,英,1791-1867)
一组有方向的曲线族
正疏切密向E 的E大的小方向
dN EdS
E dN dS
静电场中电场线的性质:
法拉第
P E
E
E
dS
• 有头(源)有尾(汇、漏), 由+(或)指向(或)
• 无电荷处不中断
• 不闭合, 不相交
•
计算时先规定好正法向(
n
的方向).
•
与E
的分布、
S的形状位置和n
的选择有关
§1-3.静电场的Gau理s学s院定物理理系 陈强
3. 封闭曲面(闭合曲面)的电通量 面上任意点可规定一个 n方向由内向外.
e
E dS
S
ee
0 0
e 0
出 入 出 入 出 入
• e 0 不一定没有场线穿过闭合面S!
=0
>0
<0
例:均匀电场中有一个半径为R 的半球面 求:通过此半球面的电通量
解: 通过dS 面元的电通量
理学院 物理系 陈强
900-
r
R
,
定
义
了量电
真空介电常数: 0 8.951012C2/Nm2
k 1 8.988109 Nm2 / C2 9.0 109 Nm2 / C2
电机学课件(东南大学)

第一节
降压变压器
电动机
燃煤
水力
绪论…
第一节
现代工农业生产中需要大量的电动机
机械 冶金 化学 轻纺 交通运输 农业 特定用途的要求: 防爆,防腐蚀(石油,煤矿) 防尘,防潮(轻纺) 防碱酸(化工)
绪论…
特定性能的要求
不同容量(几mW~几千MW) 不同电压 不同启动性能 不同调速性能
电:能量的一种形式 电机:能量转换的一种装置 19世纪初 奥斯特、法拉第发现电磁感应现象
电机和电力工业的研究开发开始起步
绪论…
电能的优越性
第一节
大量生产 集中管理 远距离传输 自动控制
电机工业的地位
电力工业 工矿企业 国防 农业 交通运输 日常生活
电力工业以电机制造业的发展为基础
发电与用电过程
绪论…
第五节 电机的制造材料
材料的功用:导电,导磁 ,绝缘,散 热和机械支撑
绪论…
导电材料:铜和铝
第五节
20oc时铜的电阻率为17.24×10-9 Ω.m 20oc时铝的电阻率为28.2×10-9 Ω.m
集电环的材料:黄铜,青铜和钢
绪论…
导磁材料:
钢铁
第五节
电工钢片:含硅,电阻大,导磁率高,可 减小铁芯中的涡流损耗 标准厚度0.35, 0.5, 1mm, 高频时0.2, 0.15,0.1mm
绪论…
第四节
磁通:通过磁场某一面积的磁感应线数, 穿过一平面的磁通 φ = BS cos θ 穿过任意曲面的磁通
φ=
n
∫ B cos θ ds = ∫ Bds
s s
B
θ
S
绪论…
第四节
【精品】电磁场课件资料PPT课件

2
当 =0时 2 0
泊松方程 拉普拉斯方程
2
—拉普拉斯算子 2 2 2 2 x2 y 2 z 2
➢所有静电场问题的求解都可归结为在一定条件下寻求
泊松方程或拉普拉斯方程的解的过程。
1.4.2 边值问题(Boundary Problem)
微分 方程
泊松方程 2=- / 拉普拉斯方程 2=0
电磁场课件资料
1.2.2 静电场中的电介质
无极性分子
电介质的极化
有极性分子
➢电介质在外电场作用下发生极化,形成有向排列的电偶极子,
并在电介质内部和表面形成极化电荷。
用极化强度 P 表示电介质的极化程度,即
P
lim
V 0
p
V
C/m2 电偶极矩体密度
式中, p为体积元 V内电偶极矩的矢量和,P 的方向从负极化电荷指向
代入通解
图1.5.3 接地金属槽内
(x, y) 4U0 1 sin( nπ x)sh( nπ y) 的等位线分布
π n1 nshnπ a
a
n=奇数
例1.5.2 垂直于均匀电场 E 放置 一根无限长均匀介质圆柱棒 , 试求
圆柱内外 和 E 的分布。
解:1)取圆柱坐标系,边值问题
均匀电场中的介质圆柱棒
给定空间某一区域内的电荷分布(或无电荷),
同时给定该区域边界上的电位或电场(边值,或称边
界条件),在这种条件下求该区域内的电位或电场强
度分布。
y
100V
例:试求长直接地金属槽内 电位的分布。
接地金属槽的截面
1.4.1 泊松方程与拉普拉斯方程
E 0
E
DE
D
E E E
电磁场1章

1.2.1 真空中的高斯定律 (Gauss’s Theorem in Vacuum)
1. E 的散度 作散度运算
E(r) 1
4π 0
V
r r' r r'3
(r
'
)dV
E(r) (r') 高斯定律的微分形式
0
E 0
E 0
E 0
说明 静电场是有源场,电荷是电场的通量源。
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适用条件:
图1.1.1 两点电荷间的作用力
两个可视为点电荷的带电体之间的相互作用力;
真空中的介电常数 ε0 8.85 1012 F/m
思考 点电荷之间的作用力靠什么来传递?
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1.1.2 电场强度 ( Electric Intensity )
定义:电场强度 E 等于单位正电荷所受的电场力F
E 线愈密处,场强愈大;
E 线与等位线(面)正交; 图1.1.11 点电荷与不接地导
体的电场
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图1.1.12 介质球在均匀电场中
图1.1.13 导体球在均匀电场中
图1.1.14 点电荷位于无限大介质上方 图1.1.15 点电荷位于无限大导板上方
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1.2 高斯定律
Gauss’s Theorem
矢量恒等式 CF C F C F
r r' r r'3
r
1 r' 3
(r
0
r')
r
1 r' 3
(r
r')
r
1 r'3
(r
r')
3
r r' r r'3
东南大学《电机内的电磁场》课件第二章

A, φ A
A, φ ψ
非导 体区
导体区
Complex Magnetic Scalar Potential
In non-conducting region
& = ψ & H
Complex Magnetic Vector Potential
In conducting region or nonconducting region
Boundary Conditions
In Field Quantity
B1n = B2 n H1t H 2 t = K
E1t = E 2 t J1n = J 2 n D1n D2 n =
Boundary Conditions: A
In potential
B1n = B2 n
A = 0
Chapter 2
Basic Theory of Time Varying Field
似稳场
Low frequency
× H = J
× E = B / t B = 0
Sinusoidal 似稳场
Low frequency,and sinusoidally varying
& e jωt + jB e jωt + kB e jωt ) & & B = Re( iBx y z & e jωt ) = Re( B
Electric Vector PotentialMagnetic Scalar Potential
导体区
T , ψ T, A
非导 体区
Electric Vector Potential
In Conducting region
电机内的电磁场

电机内的电磁场1.电机内的电磁场概述电机是一种将电能转换成机械能的装置,通常由定子和转子两部分构成。
在电机运行时,电流通过定子和转子中的导体,会产生磁场并相互作用,从而使转子旋转。
因此,电磁场在电机内起着至关重要的作用。
2.定子内的电磁场定子是电机的固定部分,通常由若干根绕在铁芯上的线圈组成。
当通电时,定子线圈内产生的电流会在铁芯周围产生磁场,随着电流方向的变化,磁场的方向也会随之变化。
这种随电流变化的磁场称为交变磁场。
定子线圈内的交变磁场与转子中的永磁体或电磁体相互作用,产生电磁力,将转子带动旋转,从而转化电能为机械能。
因此,定子内的电磁场是电机运行的基础。
3.转子内的电磁场转子是电机的旋转部分,通常由永磁体或电磁体组成。
当定子线圈通电时,产生的磁场会与转子内的永磁体或电磁体相互作用,产生电磁力,将转子带动旋转。
对于永磁体转子,由于永磁体固有的磁场方向不变,因此转子内的磁场是静态的。
而对于电磁体转子,由于电磁体内的电流随着转子的旋转而改变,转子内的磁场也因此随之变化。
4.磁场分布电机内的电磁场不仅受到定子和转子内部的因素影响,还受到外部环境的影响。
例如,当电机靠近其他有磁性的物体时,这些物体的磁场会干扰电机内部的磁场分布,从而影响电机的性能。
因此,在设计和使用电机时,需要考虑到外部环境对电磁场的影响,并采取相应的措施来减少干扰,保证电机的正常运行。
5.结论电机内的电磁场对电机的运行起着至关重要的作用,它们之间的相互作用决定了电机的性能和效率。
因此,了解电机内的电磁场分布规律以及外部环境对它们的影响,对于设计和使用电机都是十分重要的。
电机学第五版第1章 磁路ppt课件

涡流损耗 涡流在铁心中引起的损耗。 公式:
pe=CeD2f2Bm 2V
应用:C为e — 减小涡涡流流损 损耗耗,系 电机数和变 压器的铁心都用含硅量较高的薄硅钢片 (0.35~0.5mm)叠成。
.
41..铁2心损常耗用的铁磁材料及其特性
磁滞损耗 铁磁材料置于交变磁场中时,材料被反复交变磁化, 与此同时,磁畴相互间不停地摩擦造成损耗,这种损耗称为磁滞损耗。
公式: ph = Ch fBmnV
Ch —磁滞损耗系数
应用:由于硅钢片磁滞回线的面积较小,故电机和变压器的铁心 常用硅钢片叠成。
.
41..铁2心损常耗用的铁磁材料及其特性
图1-17 直流电机的磁化曲线
.
3.永磁磁路的计算特点
(1)气隙内的磁位降Hδδ,是由永磁体内所形成的或者说所提供的,FM=-HMlM; 永磁体内的工作磁场强度HM和长度lM愈大,永磁体提供的磁动势就愈大。 (2)永磁体·的磁场HM总是负值,也就是说,它总是工作在永磁材料磁滞回线 的第二象限这段曲线上,这段曲线通常称为退磁曲线,如图1-19中段所示。 (3)若磁路中没有气隙,δ=0,则HMlM=0,于是HM=0,从退磁曲线可见,此时 永磁体内的磁通密度为剩磁Br,如图1-19中的R点所示。 。
???
图1-14 气隙磁场的边缘效应
.
1.3 磁路的计算
解 用磁路的基尔霍夫第二定律来求解。
铁心内的磁场强度: H F e=m B F F e e=5000创 4 1 p10 -7=159A /m
气隙磁场强度:
Hd=m B0d =41´p´3.130025-27 =77?104A/m
电机内的电磁场

电机内的电磁场电机是一种将电能转换为机械能的设备,它的核心部件就是电磁场。
电机内的电磁场的形成和运作原理是电机能够正常工作的关键。
本文将从电机内的电磁场的形成、作用以及优化等方面进行阐述。
一、电磁场的形成电磁场是由电流在导线中产生的,而电机中产生电磁场的部分是电流通过电枢线圈时产生的。
当电流通过电枢线圈时,电流激发了电枢线圈中的电子,使其产生旋转的磁场。
这个旋转的磁场与电枢线圈周围的永磁体产生相互作用,从而使电机转动。
二、电磁场的作用电磁场在电机中起到了至关重要的作用。
首先,它产生了旋转力矩,将电能转化为机械能。
其次,电磁场的方向可以通过改变电流的方向来改变,从而实现电机的正转和反转。
此外,电磁场还可以改变电机的速度和转矩,通过调整电流的大小和方向来实现。
三、电磁场的优化为了使电机的性能更好,需要对电磁场进行优化。
首先,可以通过增加电枢线圈的匝数来增强电磁场的强度。
其次,可以采用电枢线圈绕制的不同方式,如分布绕组和集中绕组,来改变电磁场的分布。
此外,还可以通过改变永磁体的材料和形状,来改变电磁场与永磁体的相互作用,从而提高电机的效率和性能。
四、电磁场的应用电磁场的应用非常广泛,不仅仅局限于电机领域。
在电机领域,电磁场被应用于各种类型的电机,如直流电机、交流电机、步进电机等。
此外,电磁场还被应用于发电机、变压器、电磁铁等设备中。
除了电机领域,电磁场还被应用于通信、雷达、医疗等领域。
总结起来,电机内的电磁场是电机正常工作的关键。
电磁场的形成和作用使得电机能够将电能转化为机械能,并且实现了电机的正转、反转、调速和调矩等功能。
通过优化电磁场的设计,可以提高电机的性能和效率。
电磁场的应用不仅仅局限于电机领域,还涉及到各个领域的设备和技术。
电磁场的研究和应用对于推动科技进步和社会发展具有重要意义。
希望本文能够让读者对电机内的电磁场有更深入的了解。
东南大学电磁场课件1

第0章矢量分析Vector Analysis标量场和矢量场标量场的梯度矢量场的通量与散度矢量场的环量与旋度亥姆霍兹定理电磁场的特殊形式场是一个标量或一个矢量的位置函数,即场中任一个点都有一个确定的标量或矢量。
例如,在直角坐标下:0.1标量场和矢量场])2()1[( π45),,(222z y x z y x +++-= ϕ标量场zy x xyz z x xy z y x e e e ++=222),,(A 矢量场如温度场、电位场、高度场等;如流速场、电场、涡流场等。
Scalar Field and Vector Fieldconst),,( z y x h 其方程为:图0.1.1 等高线(1)标量场--等值线(面)形象描绘场分布的工具——场线思考在某一高度上沿什么方向高度变化最快?z A y A x A z y x d d d ==三维场二维场y A x A y x d d =图0.1.2 矢量线矢量场--矢量线d =⨯l A 其方程为:在直角坐标下:0.2 标量场的梯度Gradient of Scalar Field设一个标量函数ϕ(x ,y ,z ),若函数ϕ在点P 可微,则ϕ在点P 沿任意方向的方向导数为l )cos ,cos ,(cos ),,(γβαϕϕϕϕ⋅∂∂∂∂∂∂=∂∂zy x l ),z,y ,x (∂∂∂∂∂∂=ϕϕϕg )cos ,cos ,(cos γβα=l e 设式中, ,分别是任一方向与x , y , z 轴的夹角αβγl ),cos(||l l l e g g e g =⋅=∂∂ϕ则有:当,最大0) , (==g e θ∂ϕϕϕϕϕϕgrad =∇=∂∂+∂∂+∂∂z y x zy x e e e ——梯度(gradient )——哈密顿算子)z,y ,x (∂∂∂∂∂∂=∇式中图0.1.3 等温线分布梯度的方向为该点最大方向导数的方向。
梯度的大小为该点标量函数的最大变化率,即最大方向导数。
南大物理系电磁学课件第一章

THANKS
感谢观看
总结词
麦克斯韦方程组是电磁学的核心理论, 它揭示了电场、磁场和电磁波之间的内 在联系。
VS
详细描述
麦克斯韦方程组包括四个方程,描述了电 荷如何产生电场、电流如何产生磁场、变 化的电场如何产生磁场以及变化的磁场如 何产生电场。这个方程组预言了电磁波的 存在,并且它们的传播速度与光速相等, 从而奠定了光学的理论基础。
南大物理系电磁学课件第 一章
• 引言 • 静电场 • 电流与磁场 • 电磁感应 • 电磁场与物质相互作用
01
引言
电磁学的重要性
电磁学在日常生活和工业生产 中的应用:如无线通信、电力 传输、电磁炉等。
电磁学在科学技术研究中的地 位:如量子力学、光学、材料 科学等领域的交叉研究。
电磁学在解决环境问题中的作 用:如电磁波在环保监测和治 理中的应用。
电磁学的发展历程
19世纪初的静电和静磁研究: 库仑定律、高斯定理等。
19世纪中期的电流和磁场研 究:安培定律、奥斯特-马科
夫斯基效应等。
19世纪末的电磁波研究:麦克 斯韦方程组、赫兹实验等。
电磁学的基本概念
01
02
03
电场
由电荷产生的空间中的力 场,对电荷有力的作用。
磁场
由电流产生的空间中的力 场,对电流和磁体有力的 作用。
电场强度
描述电场中某点电场强弱的物理量,等于单位正电荷在该点所受的力。
高斯定理与静电场的性质
高斯定理
通过任意闭合曲面的电场强度通量等 于该闭合曲面内电荷的代数和除以真 空电容率。
静电场的性质
非动态、有源、有旋、保守、各向同 性、高斯定理成立。
03
电流与磁场
电流与电流密度
电动机磁场基础PPT课件

➢通过功能理解其内涵; ➢智能化是渐近的,有程度之分; ➢不同地区和经济水平有差别。
49
1.2建筑智能化的实现技术(1)
楼宇智能化4大技术
➢ 建筑信息传输网络技术 ➢ 建筑设备自动化技术 ➢ 建筑智能化综合应用技术 ➢ 建筑智能化系统集成技术
56机房工程系统设计标准综合安防系统设计标准电子信息系统机房设计规范智能建筑设计标准gbt503142006gb501742008视频安防监控系统工程设计规范gb503952007绿色建筑评价标准电子计算机场地通用规范gbt503782006gbt28872000入侵报警系统工程设计规范gb503942007全国智能建筑及居住区数字化技术应用防静电活动地板通用规范sjt107962001gbt202992006安全防范工程技术规范gb503482004民用建筑电气设计规范电信专业房屋设计规范jbjt162008yd50031994出入口控制系统工程设计规范gb503962007火灾报警系统设计标准ga3082001dbj016152003安全防范系统验收规则公共建筑节能标准高层民用建筑设计防火规范gb5018920052001年版gb500451995广播电影电视系统重点单位重要部位风险等级和安全防护级别ga5862005建筑设计防火规范结构化布线系统设计标准gb500162006安全防范报警系统设备安全要求和试验方法gb167961997综合布线系统工程设计规范火灾自动报警系统设计规范gbt503112007gb501161998防盗报警控制器通用技术条件gb126632001综合布线系统工程验收规范火灾自动报警系统施工及验收规范gbt503122007gb501662007银行营业场所安全防范工程设计规范gbt166761996国际商务布线标准自动喷水灭火系统设计规范isoiec11801gb500842001文物系统博物馆安全防范工程设计规范ga1661997光纤总规范自动喷水灭火系统施工及验收规范gbt1597221998gb502612005防雷与接地系统设计标准商务楼通用信息建筑布线标准城市消防远程监控系统技术规范eiatia568agb504402007建筑物防雷设计规范gb500571994民用建筑通讯通道和空间标准火灾报警控制器通用技术条件gb47172005eiatia569建筑物电子信息系统防雷技术规范gb503432004点型感烟火灾探测器技术要求及试验方法信息及网络系统设计标准gb47152005建筑物的雷电防护iec61024
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× A
And
A
Uniqueness of a Vector
Considering
× f ≡ 0 B = × A = × ( A + f ) = × A'
Uniqueness of a Vector
Gauge
A = Arbitrary value
For simplicity ( Coulomb gauge)
– 无限薄电流片
H1t H 2 t = lim Jh = K
h→ 0
That is
H1t H 2 t = K
Interface Conditions (3)
For electric field
E1t = E 2 t
And
J1n = J 2 n
D1n D2 n = ρ s
Interface Conditions: A?
Interface Conditions (1)
Flux continuity law
B1n = B2 n A1t = A2 t
Interface Conditions (2)
Ampere law
H1t t H2t dl
J h
Interface Conditions (2)
Ampere law
( H1t H 2 t )dl = dl lim Jh
h→ 0
Interface Conditions (2)
If J is finite
H1t H 2 t = lim Jh = 0
h→ 0
That is
H1t = H 2 t
Interface Conditions (2)
If J is infinite and Jh=K
ψ φ ψdv + ∫ φψdv = ∫ φ ds ∫ n v v s
2
Uniqueness of the Scalar
In ular, φ=ψ and 2ψ=0
ψ | ψ | dv = ∫ψ ds ∫ n v s
2
Two Theorems (1)
Theorem 1
–
ψ = 0 in V on S ψ = 0
Considering
B = 0
Note that
× A ≡ 0
Vector Potential
A magnetic vector potential is introduced by
B = × A
And, we define
A = 0
Helmholtz 亥姆霍兹 Theorem
The conditions to determine a vector uniquely
Considering
B = 0
We have
ψ = 0
Governing Equation of Scalar Potential
If media is homogeneous
– =Constant – satisfies Laplace (拉普拉斯) equation
ψ = ψ = 0
Vector Potential And Magnetic Energy
On the infinitely far boundary
H =0
Hence
1 A × H ds = 0 ∫ 2s
Magnetic Vector Potential In 2D Problems
Only one component
Vector Potential And Flux
(2) 等A线
– In 2D magnetic field, flux is just 等A线
A = kAz ( x , y ) Az Az i j B = × A = y x
– In 3D, no this conclusion
Vector Potential And J
– Further
– 第二类齐次边界条件
Boundary Conditions (3)
Third kind boundary…Robin
u [ α ( x , y , z )u + β ( x , y , z ) ] |Γ3 n = g( x , y , z )
Practical Boundary Conditions
We have
ψ =C =0
Two Theorems (2)
Theorem 2
ψ = 0 in V ψ on S =0 n
2
ψ = C in V
Uniqueness of the Magnetic Scalar Potential
The following Boundary value problem (BVP) has unique solution
u |Γ1 = g ( x , y , z )
– Further
g( x , y , z ) = 0
– 第一类齐次边界条件
Boundary Conditions (2)
Second kind boundary…Neumann
u |Γ2 = g ( x , y , z ) n g( x , y , z ) = 0
2
ψ = 0 in V
Two Theorems (1)
Test of Theorem 1
– By Green theorem
2
ψ | ψ | dv = ∫ψ ds = 0 ∫ n v s
ψ = 0
ψ =C
Two Theorems (1)
Considering
– ψ is continuous in V
全区
源区
Integral is limited in the source zone
Vector Potential And Magnetic Energy
1 1 Wm = ∫ H Bdv = ∫ H × Adv 2v 2v 1 1 = ∫ ( A × H )dv + ∫ A Jdv 2v 2v 1 1 = ∫ A × H ds + ∫ A J dv 2s 2v
Uniqueness of the Magnetic Scalar Potential
Let φ= 1 - 2
2φ = 0 in V on S1 φ = 0 φ =0 on S 2 n
φ =0
ψ1 = ψ 2
Homework 1. Review Chapter 1
–Pp. 3~15
A = 0
Governing Equation of Magnetic Vector Potential
Considering
× H = J
We have
×
1
× A = J
Governing Equation of Magnetic Vector Potential
When media is homogeneous
Ht=0
ψ =C
Bn=0
1 A =0 n
ψ =0 n
A=C
Boundary Conditions: Examples (1)
Field in air-gap and slot
ψ =C1
ψ =0 n
ψ =0 n
ψ =C2
Boundary Conditions: Examples (2)
Field in synchronous motor
– To simplify analysis
Vector Potential And Flux
(1) A的环量
Φ = ∫ B ds
s
= ∫ × A ds = ∫ A dl
s l
Vector Potential And Flux
Φ ds dl
∫ B ds = Φ
s
A dl = Φ ∫
l
Chapter 1
Basic Theory of Magnetostatic Field
Basic Equations
× H = J
B = 0
B = H
Scalar Potential
For the magnetic field in zerocurrent region
× H = 0 无旋场
2ψ = 0 in V ψ = ψ 0 on S1 ψ =0 on S 2 n
Uniqueness of the Magnetic Scalar Potential
Test: assume both ψ1 and ψ 2 are the solution of the BVP
2ψ = 0 in V 1 ψ 1 = ψ 0 on S1 ψ 1 on S 2 =0 n 2ψ = 0 in V 2 ψ 2 = ψ 0 on S1 ψ 2 on S 2 =0 n
2
Laplace Operator
ψ = ψ
2
ψ ψ ψ = 2 + 2 + 2 y z x
2 2 2
Scalar Potential: Meaning or Means
Has no physical meaning Just a mathematical means Purpose to use potential
– =Constant – A satisfies Poisson equation
×× A = ( A) (A) = A = J
2
Vector Laplace Operator
A = Ax i + Ay j + Az k
2 2 2 2
Vector Decomposition
Ax = J x
Note that