淺析渦旋電場與電流

1、淺析淺析渦旋電場電場與電流[內(nèi)容摘要內(nèi)容摘要]：本文首先引用了渦旋電場和位移電流的概念，然后由渦旋電場與電流的定義、成因比較它與靜電場的異同，進而討論渦旋電場中的電勢差，并討論了渦旋電場對激發(fā)它的磁場具有反作用。然后引用了三種物理學(xué)家對對稱分布的渦旋的計算方法。最后簡述了渦旋的應(yīng)用和危害。[關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞]：麥克斯韋渦旋電場和位移電流的概念；渦旋電場與電勢差；磁場，反作用；計算方法；應(yīng)用和危害[正文正文]：一、一、麥克斯韋在穩(wěn)恒場理論的基

2、礎(chǔ)上，提出了渦旋電場和位移電流麥克斯韋在穩(wěn)恒場理論的基礎(chǔ)上，提出了渦旋電場和位移電流的概念：的概念：1.麥克斯韋提出的渦旋電場的概念：揭示出變化的磁場可以在空間激發(fā)電場，并通過法拉第電磁感應(yīng)定律得出了二者的關(guān)系，即任何隨時間而變化的磁場，都是和渦旋電場聯(lián)系在一起的。2.麥克斯韋提出的位移電流的概：揭示出變化的電場可以在空間激發(fā)磁場，并通過全電流概念的引入，得到了一般形式下的安培環(huán)路定理在真空或介質(zhì)中的表示形式，即：任何隨時間而變化的電場

3、，都是和磁場聯(lián)系在一起的。綜合上述兩點可知，變化的電場和變化的磁場彼此不是孤立的，它們永遠密切地聯(lián)系在一起，相互激發(fā)，組成一個統(tǒng)一的電磁場的整體。這就是麥克斯韋電磁場理論的基本概念。在麥克斯韋電磁場理論中，自由電荷可激發(fā)電場，變化磁場也可激發(fā)電場；同樣地，穩(wěn)恒電流可激發(fā)磁場，變化電場也可激發(fā)磁場。在一般情況下，電磁場的基本規(guī)律中，應(yīng)該既包含穩(wěn)恒電、磁場的規(guī)律，也包含變化電磁場的規(guī)律。根據(jù)麥克斯韋提出的渦旋電場和位移電流的概念，變化的磁場

4、可以在空間激發(fā)變化的渦旋電場，而變化的電場也可以在空間激發(fā)變化的渦旋磁場。因此，電磁場可以在沒有自由電荷和傳導(dǎo)電流的空間單獨存在。這就解釋了引言中的兩個矛盾。2、將渦旋電場與靜電場對比：相同點：（1）它們都對放入其中的電荷有電場力的作用。（2）它們的電場強度都遵守同樣的定義式qFE?不同點：（1）靜電場由靜電荷產(chǎn)生，而渦旋電場是交變磁場產(chǎn)生的。（2）靜電場的電場線是不閉合的，而渦旋電場的電場線是閉合的。（3）靜電場中的電勢差與積分路徑無

5、關(guān)，而渦旋電場中的電勢差是依賴于積分路徑的。三、下面是物理學(xué)家總結(jié)的三、下面是物理學(xué)家總結(jié)的3種對稱渦旋電流的計算：種對稱渦旋電流的計算：1.對于無限長直螺線管，假設(shè)其內(nèi)的磁場均勻分布，由環(huán)路定理：dtdBE2???)(R??dtdBRE?22??)(R??由磁場均勻分布的條件若磁場變化激發(fā)的渦旋電場對磁場無反作用，則磁場保持均勻分布，上式成立的條件才得以保證。也就是說，當(dāng)磁場呈線性變化時，渦旋電場為常值，滿足磁場均勻分布條件，可以由安

6、培環(huán)路定理直接計算渦旋電場；若磁場非均勻變化，例如交變磁場，則均勻分布條件被破壞，渦旋電場會反作用于磁場，這時就不能簡單的應(yīng)用環(huán)路定理來計算，要用麥克斯韋方程組來求解。關(guān)于交變磁場，這里略去證明而直接給出結(jié)論：長直螺線管中的交變磁場是非均勻的，它僅受角頻率的影響，還與磁場中是否有導(dǎo)體有關(guān)。在無導(dǎo)體時，角頻率的影響使中心部分場大于邊緣部分；而存在導(dǎo)體時的情況與此相反，角頻率的影響使中心部分的磁場小于邊部分。通過以上對渦旋電場的討論，對其電