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什么是電磁場的邊界條件

工程師鄧生 ? 來源:網絡 ? 作者:網絡 ? 2021-03-23 12:01 ? 次閱讀

電磁場的邊界條件既可以理解為不同介質交界面電磁場服從的條件,也可理解為不同介質的交界面兩側電磁場滿足的方程或規律。

電磁場在兩種不同媒質分界面上,從一側過渡到另一側時,場矢量E、D、B、H一般都有一個躍變。電磁場的邊界條件就是指場矢量的這種躍變所遵從的條件,也就是兩側切向分量之間以及法向分量之間的關系。

在某些電動力學或電磁場理論的書中,為了與另一種邊界條件(在區域的表面上給定的有關場矢量的邊值)相區別,將本條所解釋的電磁場邊界條件稱為電磁場的邊值關系。

電磁場的邊界條件可以由麥克斯韋方程組的積分形式推出,它實際上是積分形式的極限結果。這些邊界條件是:

n·(D1-D2)=ρs;

n×(E1-E2)=0;

n·(B1-B2)=0;

n×(H1-H2)=J)s。

式中n為兩媒質分界面法線方向的單位矢量,場矢量E、D、B、H的下標1或2分別表示在媒質1或2內緊靠分界面的場矢量,ρs為分界面上的自由電荷面密度,Js為分界面上的傳導電流面密度。

式1表示在分界面兩側電位移矢量D的法向分量的差等于分界面上的自由電荷面密度。當分界面上無自由電荷時,兩側電位移矢量的法向分量相等,即其法向分量是連續的。式2表示在分界面兩側電場強度E的切向分量是連續的。

式3表示在分界面兩側磁通密度B的法向分量是連續的。式4表示在分界面兩側磁場強度H的切向分量的差等于分界面上的表面傳導電流面密度。

當分界面上無表面傳導電流時,兩側磁場強度的切向分量相等,即其切向分量是連續的。

當媒質2為理想導體時,E2、D2、B2、H2等于零,式1表示D1的法向分量等于自由電荷面密度;式2表示E1無切向分量式3表示B1的法向分量為零;式4表示H1的切向分量等于表面傳導電流面密度,并且與電流方向正交。

擴展資料

電磁場有內在聯系、相互依存的電場和磁場的統一體的總稱,隨時間變化的電場產生磁場,隨時間變化的磁場產生電場,兩者互為因果,形成電磁場。

一種允許能量進入或導出幾何結構的邊界條件。 激勵端口中默認的電磁波平均功率為1瓦。使用這個邊界條件可以計算S參數,用sparametermatrix命令可以得到多端口的S參數。

電磁場可由變速運動的帶電粒子引起,也可由強弱變化的電流引起,不論原因如何,電磁場總是以光速向四周傳播,形成電磁波。

電磁場是電磁作用的媒介,具有能量和動量,是物質的一種存在形式。

隨時間變化著的電磁場時變電磁場與靜態的電場和磁場有顯著的差別,出現一些由于時變而產生的效應。

責任編輯:lq6

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