位移电流的讲解 位移电流的产生

位移电流的讲解

场的角度描述电磁感应定律

奥斯特实验说明电流能够产生涡旋磁场。变化的电流产生涡旋磁场,涡旋磁场能够产生电动势,场的角度描述就是变化的电流能够产生涡旋磁场,这个磁场产生涡旋电场。

麦克斯韦在稳恒场理论的基础上提出了涡旋电场的概念,涡旋电场是无源电场,与有源电场是不同的。在电磁感应定律中,法拉第或许没有把涡旋电场与有源电场进行明确区分。

位移电流

1,从电流的角度理解电流产生磁场,变化的电流产生变化的涡旋磁场,位移电流相当于一种电流,因此位移电流产生涡旋磁场。2,位移电流的本质 位移电流的本质是变化的电场,而传导电流则是自由电荷的定向运动;这与传导电流是不同的。这样从本质上讲有两种能够产生涡旋磁场的情形,1,传导电流产生涡旋磁场;2,变化的有源电场能够产生涡旋磁场。

场的角度描述电磁感应定律得出涡旋磁场产生涡旋电场,从位移电流得出变化的有源电场能够产生涡旋磁场,那么变化的无源电场即涡旋电场能够产生磁场吗?

电路中电容器充放电的情形属于有源电场的变化。假设无源电场与有源电场具有相同的性质,即变化的无缘电场也能够产生涡旋磁场,那么变化的有源电场即位移电流产生涡旋磁场,而变化的涡旋磁场产生无源的涡旋电场,变化的无源涡旋电场能够产生涡旋磁场,涡旋磁场又产生涡旋电场,这样就会扩散出去。无源的涡旋磁场与涡旋电场能够脱离源即物质单独存在,即涡旋电场与磁场可以脱离导体,绝缘体独立存在,可以存在与真空中,那么当空间中某处产生变化的无源磁场的时候,无源的磁场产生无源的电场,无源的电磁场就会传播出去。这就是电磁波。

电磁波

变化的电流与位移电流都能够产生涡旋磁场,因此,变化的电流也能够产生电磁波。变化的涡旋磁场能够产生涡旋电场,这与涡旋电场是由电流还是位移电流产生的无关。

在法拉第电磁感应现象中,如果离得比较近,闭合电路中产生电流,我们可以解释为变化的磁场产生涡旋电场,涡旋电场使导体电荷产生移动。如果离得比较远,我们可以解释为变化的磁场产生涡旋电场,变化的涡旋电场产生涡旋磁场,涡旋磁场产生变化的电场,电磁场传播开来,在导体周围产生涡旋电场,从而导体产生电流。

电场与磁场

电荷产生电场,这是有源电场;涡旋磁场能够产生电场,这是无源电场;因此电场分为两种,一种是电荷产生的有源电场;一种是涡旋磁场产生的无源电场。无源电场能够脱离电荷独自存在,与电荷无关。而无源电场的产生的根源却是变化的有源电场或电流,电荷的运动。

就是说在电现象中,电场分为有源电场与无源电场,无源电场产生的根源在于有源电场。没有有源电场就没有无源电场。

在磁现象中,有有源磁场与无源磁场之分。无源磁场是由变化的电场产生或电荷的运动产生。磁铁等磁源体是有分子组成的,在分子中电子的运动产生无源磁场,大量的分子以一定的次序组合,这样大量的无源磁场,组合产生宏观的磁场,具有南北两极。就是说,磁现象中,有源磁场产生于无源磁场,有源磁场的根源是无源磁场。无源磁场产生于电子的运动。

通常我们说‘位移电流也即变化着的电场可以存在于真空、导体、电介质中,而传导电流只能存在于导体中。’,这里要区分位移电流与电磁波中变化的涡旋电场的区别。位移电流不是涡旋电场。
麦克斯韦方程
麦克斯韦从电磁感应现象中得出变化的磁场产生涡旋电场,从非稳恒状态中提出位移电流概念,从位移电流产生涡旋磁场联想到无源电场与有源电场具有类似性质得出无源电场产生无源磁场,即涡旋磁场产生涡旋电场。得出无源电磁场的扩散即电磁波的传播。
全电流的理解
一个曲面通过的电流产生的磁效应中,电流包括位移电流和传导电流。通过L回路为边界的任意曲面S的电流包括位移电流和传导电流。位移电流和传导电流的和称为全电流。。例如曲面S的电路有传导电流I和电容器位移电流Id,那么通过曲面S的总电流就是I和Id的和。产生的磁场是全电流产生的磁场。
在一个含有电容器的电路中,导体中的电流与位移电流是相等的,此时的全电流不是I和Id的和,位移电流与电流具有相等的地位,通过某一曲面的全电流就是I或者说Id.

2014年6月21日吴兴广

参考文献:[1]《位移电流》百度百科【2】《真空中的光速对任何观察者来说都是相同的’如何理解?小马吃鱼天涯博客【3】《时间是什么之物理时间与哲学时间是否相同》小马吃鱼【4】《物理学中量的计算与相对论的关系》吴兴广【5】<</span>麦克斯韦方程组>bestfan23百度文库

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