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(共13张PPT)
位移电流和全电流安培环路定理
位移电流
全电流安培环路定理
一、引 子
19世纪中期电磁技术的发展：（发明了电流计、电压计、发电机、电动机、弧光灯、有线电报）
0
10
20
30
40
G
19世纪中期人们对电磁场基本规律的认识：
2.静电场环路定理
1.静电场高斯定理
库仑定理 Coulomb Law ＋场强叠加原理
3. 磁场高斯定理
4. 安培环路定理
毕奥萨法尔定理 Biot—Savart Law
法拉第（Faraday） 电磁感应定律
一、引 子
Maxwell 总结前人的工作，为电磁学理论的发展作出卓越贡献。
法拉第
是一个没有受过多少教育，但具有深刻直觉能力的实验物理学家；
不用一个公式，凭直觉的可靠性创造出“力线”和“场”的概念。
麦克斯韦（James Clerk Maxwell1831-1879）
出生于英国爱丁堡的科学世家；
从小喜欢数学；
对法拉第的贡献非常佩服,20几岁就
下决心要把法拉第的物理思想用数学
公式定量地表达出来。
一、引 子
Maxwell 总结前人的工作，为电磁学理论的发展作出卓越贡献。
从感生电动势看出变化的磁场在周围空间产生
涡旋电场。
电场、磁场的高斯定理普遍成立！
发现安培环路定理在应用到非恒定电路时遇到矛盾，
一、引 子
提出“位移电流”的概念。
二、位移电流
非稳恒电路
稳恒电路
I
++++
----
R
I
L
在非稳恒电路中，安培环路定理失效！
1.问题的提出
二、位移电流
2.位移电流假说
（1）科学理论发展的两条路线：
实验 新概念 新理论
旧理论框架 假设 理论修正
（如相对论、量子力学）
（如涡旋电场、位移电流）
I
++++
----
非稳恒电路：
稳恒电路：
（2）由电流的连续性方程：
二、位移电流
2.位移电流假说
非稳恒电路：
稳恒电路：
（2）由电流的连续性方程：
I
++++
----
位移电流
传导电流
全电流
这个量永远是连续的，只要边界相同，
说明：
变化电场的等效电流
它在不同曲面上的面积分相等。
I
I
2.位移电流假说
D
+
+
+
+
+
+
+
+
+
位移电流密度
位移电流
（3）以电容器电路的充电过程为例：
说明：用位移电流代替电容器极板间中断的传导电流，保持了电流的连续性！
二、位移电流
通过 的全电流为：
通过 的全电流为：
例1 设在截面为S的导体中通以交流电
电流沿截面近似均匀分布。已知导体的电阻率
， ， ，试比较位移电流振幅 和传导电流振幅 的相对大小。
结论：
在导体中，
在真空或介质中，
传导电流 位移电流
同
异
在激发磁场方面等效
需要导体
变化的电场
在导体中几乎没有热效应；但在介质中，在高频电场作用下有热效应
载流子运动
不需要介质
在导体中有热效应
磁场强度 沿任意闭合回路的环流等于此闭合回路所包围的全电流。
位移电流的实质是：
变化的电场激发磁场！
二、位移电流
3.全电流的安培环路定理
例2 有一圆形平行平板电容器 ,现对其充电,使电路上的传导电流 ，若略去边缘效应, 求:（1）两极板间的位移电流;
（2）两极板间离开轴线的距离为 的 点 处的磁感强度.
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