1. 静磁场: 由稳定电流形成的磁场.

2. 此时, Maxwell 方程组为 $$\beex \bea \Div{\bf D}&=\rho_f,\\ \rot {\bf E}&={\bf 0},\\ \Div{\bf B}&=0,\\ \rot{\bf H}&={\bf j}_f. \eea \eeex$$ 电荷守恒律方程: $$\bex \Div{\bf j}_f=0. \eex$$

3. 矢势法处理静磁场

(1) $$\bex \Div{\bf B}=0\ra \exists\ {\bf A},\st \Div{\bf A}=0,\ \rot{\bf A}={\bf B}. \eex$$ 称 ${\bf A}$ 为静磁场的矢势.

(2) $$\beex \bea {\bf j}_f&=\rot{\bf H}=\rot\sex{\cfrac{1}{\mu}\rot{\bf A}}\\ &=\n\cfrac{1}{\mu}\times\rot{\bf A}+\cfrac{1}{\mu}\rot\rot{\bf A}\\ &=\n\cfrac{1}{\mu}\times\rot{\bf A}-\cfrac{1}{\mu}\lap{\bf A}. \eea\eeex$$ 故 ${\bf A}$ 满足主部分离的二阶椭圆型方程组.

(3) 当 $\mu$ 为常数时, $$\bex -\lap{\bf A}=\mu{\bf j}_f\ra {\bf A}=\cfrac{\mu}{4\pi}\int_\Omega \cfrac{{\bf j}_f(P')\rd V_{P'}}{r_{P'P}}. \eex$$ 电磁场能量密度 $$\beex \bea \cfrac{1}{2}{\bf B}\cdot{\bf H} &=\cfrac{1}{2}\rot{\bf A}\cdot {\bf H}\\ &=\cfrac{1}{2}\Div({\bf A}\cdot{\bf H})+\cfrac{1}{2}{\bf A}\cdot\rot{\bf H}\\ &=\cfrac{1}{2}\Div({\bf A}\cdot{\bf H})+\cfrac{1}{2}{\bf A}\cdot {\bf j}_f; \eea \eeex$$ 电磁场能量 $$\bex U_{e,m}=\cfrac{1}{2}\int_\Omega {\bf A}\cdot{\bf j}_f\rd V. \eex$$

4. 标势法处理静磁场

(1) $$\beex \bea \Div{\bf j}_f=0&\ra \exists\ {\bf F},\st \Div{\bf F}=0,\ \rot{\bf F}={\bf j}_f\\ &\ra \rot ({\bf H}-{\bf F})={\bf 0}\\ &\ra \exists\ \phi,\st {\bf H}-{\bf F}=-\n\phi. \eea \eeex$$ 称 $\phi$ 为静磁场的标势. 而有 $$\beex \bea {\bf B}&=\mu {\bf H}=\mu({\bf F}-\n \phi),\\ -\Div(\mu \n\phi)&=-\Div(\mu {\bf F})=-\n \mu\cdot {\bf F}\\ &=0\quad\sex{\mu\mbox{ 为常数时}}. \eea \eeex$$

(2) 交界面条件 $$\beex \bea &\quad 0=[{\bf H}]\times{\bf n}=[{\bf F}-\n\phi]\times {\bf n}\\ &\ra [\phi]=0\quad\sex{[{\bf B}]\cdot{\bf n}=0\ra F\mbox{ 连续}};\\ &\quad 0=[{\bf B}]\cdot{\bf n}=[\mu {\bf F}-\mu \n\phi]\cdot{\bf n}\\ &\ra \sez{\mu\cfrac{\p \phi}{\p n}}=[\mu] {\bf F}\cdot {\bf n}. \eea \eeex$$

(3) 电磁能量密度 $$\beex \bea \cfrac{1}{2}{\bf B}\cdot{\bf H} &=\cfrac{1}{2}\mu\sex{{\bf F}-\n\phi}\cdot \sex{{\bf F}-\n\phi}\\ &=\cfrac{1}{2}\mu |{\bf F}|^2-\mu {\bf F}\cdot\n\phi+\cfrac{1}{2}\mu |\n\phi|^2\\ &=\cfrac{1}{2}\mu\sex{|{\bf F}|^2+|\n\phi|^2} -\Div(\mu{\bf F}\phi)+\phi\Div(\mu {\bf F})\\ &=\cfrac{1}{2}\mu\sex{|{\bf F}|^2+|\n\phi|^2} -\Div(\mu{\bf F}\phi)+\phi {\bf F}\cdot\n\nu; \eea \eeex$$ 电磁场能量 $$\beex \bea U_{e,m}&=\cfrac{1}{2}\int_\Omega {\bf B}\cdot{\bf H}\rd V\\ &=\cfrac{1}{2}\int_\Omega \mu|{\bf F}|^2+2\phi {\bf F}\cdot\n\mu+\mu|\n\phi|^2\rd V. \eea \eeex$$

5. 静电场与静磁场的比较 $$\bex \ba{rl} \mbox{静电场 }{\bf E}&\quad\quad\mbox{静磁场 }{\bf B}\\ ----------&\quad\quad----------\\ \mbox{无旋场 (纵场)}&\quad\quad\mbox{无源场 (横场)}\\ {\bf E}=-\n \phi&\quad\quad{\bf B}=\rot{\bf A}\quad(\Div{\bf A}=0)\\ -\Div(\ve \n\phi)=\rho_f &\quad\quad\rot\sex{\cfrac{1}{\mu}\rot{\bf A}}={\bf j}_f\\ -\lap\phi= \cfrac{1}{\ve}\rho_f\ \sex{\ve\mbox{ 为常数时 }}&\quad\quad-\lap{\bf A}=\mu{\bf j}_f\ \sex{\mu\mbox{ 为常数时}}\\ \mbox{能量 }U=\cfrac{1}{2}\int_\Omega \rho_f\phi\rd V&\quad\quad\mbox{能量 }U=\cfrac{1}{2}\int_\Omega {\bf j}_f\cdot{\bf A}\rd V\\ ----------&\quad\quad---------- \ea \eex$$

[物理学与PDEs]第1章第8节 静电场和静磁场 8.3 静磁场的更多相关文章

  1. [物理学与PDEs]第1章第8节 静电场和静磁场 8.2 稳定电流的电场

    1. 此时, Maxwell 方程组为 $$\beex \bea \Div{\bf D}&=\rho_f,\\ \rot {\bf E}&={\bf 0},\\ \Div{\bf B} ...

  2. [物理学与PDEs]第1章第8节 静电场和静磁场 8.1 静电场

    1. 静电场: 由静止电荷产生的稳定电场. 2. 此时, Maxwell 方程组为 $$\bex \Div{\bf D}=\rho_f,\quad \rot{\bf E}={\bf 0}. \eex$ ...

  3. [物理学与PDEs]第5章第1节 引言

    1.  弹性力学是研究弹性体在荷载的作用下, 其内力 (应力) 和变形所满足的规律的学科. 2.  荷载主要有两种, 一是作用在弹性体上的机械力 (本章讨论); 二是由温度等各种能导致弹性体变形的物理 ...

  4. [物理学与PDEs]第4章第1节 引言

    1.  本章讨论可燃流体在流动过程中同时伴随着燃烧现象的情况. 2.  燃烧有两种, 一种是爆燃 (deflagration): 火焰低速向前传播, 此时流体微元通常是未燃气体.已燃气体的混合物; 一 ...

  5. [物理学与PDEs]第5章第6节 弹性静力学方程组的定解问题

    5. 6 弹性静力学方程组的定解问题 5. 6. 1 线性弹性静力学方程组 1.  线性弹性静力学方程组 $$\bee\label{5_6_1_le} -\sum_{j,k,l}a_{ijkl}\cf ...

  6. [物理学与PDEs]第5章第5节 弹性动力学方程组及其数学结构

    5.5.1 线性弹性动力学方程组   1.  线性弹性动力学方程组 $$\beex \bea 0&=\rho_0\cfrac{\p{\bf v}}{\p t}-\Div_x{\bf P}-\r ...

  7. [物理学与PDEs]第5章第4节 本构方程 - 应力与变形之间的关系

    5. 4 本构方程 - 应力与变形之间的关系 5.4.1. 本构关系的一般形式 1. 若 Cauchy 应力张量 ${\bf T}$ 满足 $$\bex {\bf T}({\bf y})=\hat{\ ...

  8. [物理学与PDEs]第5章第3节 守恒定律, 应力张量

    5. 3 守恒定律, 应力张量 5. 3. 1 质量守恒定律 $$\bex \cfrac{\p \rho}{\p t}+\Div_y(\rho{\bf v})=0.  \eex$$ 5. 3. 2 应 ...

  9. [物理学与PDEs]第5章第2节 变形的描述, 应变张量 2.3 位移梯度张量与无穷小应变张量

    1.  位移向量 $$\bex {\bf u}={\bf y}-{\bf x}. \eex$$ 2.  位移梯度张量 $$\bex \n_x{\bf u}={\bf F}-{\bf I}. \eex$ ...

随机推荐

  1. 简单理解Java的反射

    反射(reflect): JAVA反射机制是在运行状态中,对于任意一个实体类,都能够知道这个类的所有属性和方法:对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性:这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功 ...

  2. How To Size Your Apache Flink® Cluster: A Back-of-the-Envelope Calculation

    January 11, 2018- Apache Flink Robert Metzger and Chris Ward A favorite session from Flink Forward B ...

  3. Get https://registry-1.docker.io/v2/: net/http: request canceled while waiting for connection (Clien

    https://blog.csdn.net/asahinokawa/article/details/84746422

  4. SQL SERVER数据库修改是否区分大小写(转载)

    昨天去客户,发现程序无法应用,跟踪错误提示,提示的大致意思是“数据库表名和数据库字段名不存在”.查询后发现是SQL Server数据库设置了区分大小写的缘故(一般安装时,Oracle的正确安装下是默认 ...

  5. [转帖]SAP BASIS日常需要做的工作

    SAP BASIS日常需要做的工作 https://www.cnblogs.com/swordxia/p/4790684.html SAP Basis的一些日常工作包括用户权限管理.集团管理.数据库管 ...

  6. 在线解析JSON+ AsyncTaskLoader

    效果图: 获取并解析Json package com.example.admin.quakereport; import android.text.TextUtils;import android.u ...

  7. Python——Tk控件说明

    控件 描述 具体说明 Button 按钮  点此链接 Canvas 提供绘图形状的功能,包含图像和位图  点此链接 Checkbutton 多选框  点此链接 Entry 单行文本框  点此链接 Fr ...

  8. codeforces660C

    Hard Process CodeForces - 660C You are given an array a with n elements. Each element of a is either ...

  9. python之数据类型补充、集合、深浅copy

    一.内容回顾 代码块: 一个函数,一个模块,一个类,一个文件,交互模式下,每一行就是一个代码块. is == id id()查询对象的内存地址 == 比较的是两边的数值. is 比较的是两边的内存地址 ...

  10. HTML div 盒子 添加/删除——浮层

    1.clear语法:clear : none | left|right| both 2.clear参数值说明:none : 允许两边都可以有浮动对象both : 不允许有浮动对象left : 不允许左 ...