1、.1位移電流位移電流 .2IS2S1 恒定電流取環路恒定電流取環路 L，對環路，對環路取兩個任意曲面取兩個任意曲面 S1、 S2，LIIl dHLIl dHL1SdS2SdS 對于穩恒電流，穿過環路所張任意曲面的的電對于穩恒電流，穿過環路所張任意曲面的的電流強度都是相等的。流強度都是相等的。但對于非穩恒電流又如何呢？但對于非穩恒電流又如何呢？由安培環路定理有：由安培環路定理有：穿過兩個曲面的電流強度相等，穿過兩個曲面的電流強度相等，以電容器充、放電過程為例以電容器充、放電過程為例,.3 S1 面有電流流過面有電流流過, ,而而 S2 面無電流通過。面無電流通過。LH dlI對對 S2 面應用安

2、培環路定理，由于面應用安培環路定理，由于 S2 面無電流通過，面無電流通過，Ll dH1SSd2SdS?0問題：非穩恒情況下，問題：非穩恒情況下，對于同一個環路對于同一個環路 L，由于對環路所張的，由于對環路所張的曲面不同，所得到的結果不同。曲面不同，所得到的結果不同。（數學形式上不和諧）（數學形式上不和諧）作環路作環路 L, 對對 L 也取兩個曲面也取兩個曲面 S1、 S2。對對S1 面應用安培環路定理：面應用安培環路定理： 為了使穩恒磁場的安培環路定理也適用于非穩恒情況，麥克為了使穩恒磁場的安培環路定理也適用于非穩恒情況，麥克斯韋提出了斯韋提出了位移電流位移電流的假設。的假設。S2S1LK

3、 （解決辦法：）（解決辦法：）.4IdIcS- 設在電容器導體極板上的電荷密度為設在電容器導體極板上的電荷密度為，極板面積為極板面積為S。dtdqIc（1）電路中電流電路中電流dtSd)(（2 2）極板間電位移通量對時間的變化率為：極板間電位移通量對時間的變化率為：dtDSddtdD)(=DcddqdEISdtdtdtdtdSdtdS 1865 年麥克斯韋提出一個假設：年麥克斯韋提出一個假設：當電容器充、放電時，電容當電容器充、放電時，電容器中的電場發生變化，變化的電場可等效為電流，這種電流稱器中的電場發生變化，變化的電場可等效為電流，這種電流稱為位移電流為位移電流 I Id。位移電流等于電位

4、移通量隨時間的變化率。位移電流等于電位移通量隨時間的變化率。某一時刻位移電流的大小和方向，就是某一時刻位移電流的大小和方向，就是該時刻電路中傳導電流的大小和方向。該時刻電路中傳導電流的大小和方向。dtdIDdcIK ( 平板電容器：平板電容器： D =，上冊，上冊，P. 315 )DE.5位移電流：位移電流：dtSDd)(SIdd如果極板面積不變如果極板面積不變dtdDSdtdDtD位移電流密度位移電流密度dtdIDd強調：強調：位移電流是由變化的電場等效而來的。位移電流是由變化的電場等效而來的。dtdIDdcI2. . 位移電流位移電流 Id 與傳導電流與傳導電流 Ic 的比較的比較位移電流

5、位移電流是由變化的電場等效而來的，無宏觀的電荷移動，無熱效應。是由變化的電場等效而來的，無宏觀的電荷移動，無熱效應。傳導電流傳導電流是由電荷的宏觀移動引起的，會產生熱效應。是由電荷的宏觀移動引起的，會產生熱效應。 在引入了位移電流后，電容器的充放電過程也就可以看成是閉合回路了，在引入了位移電流后，電容器的充放電過程也就可以看成是閉合回路了，這樣就使電流保持了連續性。這樣就使電流保持了連續性。dcLH dlII.6位移電流位移電流 I Id d 與傳導電流與傳導電流 I Ic c 的比較的比較傳導電流傳導電流 Ic位移電流位移電流 Id由宏觀電荷的運動產生由宏觀電荷的運動產生由變化的電場產生由變

6、化的電場產生有有JouleJoule熱效應熱效應無無JouleJoule熱效應熱效應可產生渦旋的磁場可產生渦旋的磁場可產生渦旋的磁場可產生渦旋的磁場K KI Id dI Ic cB B2麥克斯韋假設麥克斯韋假設.7 S1 面有電流流過面有電流流過, ,而而 S2 面無電流通過。面無電流通過。cLH dlI對對 S2 面應用安培環路定理：面應用安培環路定理：Ll dH1cSdS22ddcSSDdSdSIIt非穩恒情況下，非穩恒情況下，對于同一個環路對于同一個環路 L，環路所張的曲面不同時，環路所張的曲面不同時，所得到的結果仍相同。所得到的結果仍相同。（數學形式上和諧了！）（數學形式上和諧了！）作

7、環路作環路 L, 對對 L 取兩個曲面取兩個曲面 S1、 S2。對對S1 面應用安培環路定理：面應用安培環路定理： 修改之后：修改之后：S2S1LK .8 麥克斯韋假設：麥克斯韋假設：位移電流在其周圍空間也能激發磁位移電流在其周圍空間也能激發磁場，并且這磁場與等值的傳導電流所激發的磁場完場，并且這磁場與等值的傳導電流所激發的磁場完全相同。全相同。全電流：全電流：=cdcSDIIIIt全電流永遠是連續的。全電流永遠是連續的。cdcLSDH dlIIIt 在一般情況下，在一般情況下，空間中的磁場應該是由傳導電流空間中的磁場應該是由傳導電流和位移電流共同產生的。和位移電流共同產生的。空間中的總磁場和

8、全電流滿空間中的總磁場和全電流滿足安培環路定理足安培環路定理，即：，即：式中：式中：CI代表傳導電流，代表傳導電流，是由全電流產生的。是由全電流產生的。H電磁場的基本方程之一電磁場的基本方程之一.9 SLStDlH dd變化的電場激發磁場變化的電場激發磁場（麥克斯韋假設）（麥克斯韋假設） dd SLiStBlE變化的磁場激發電場變化的磁場激發電場（法拉第電磁感應定律）（法拉第電磁感應定律）比較：比較：左手螺旋關系左手螺旋關系右手螺旋關系右手螺旋關系EDHB ,.10( Hd為為 Id 產生的渦旋磁場產生的渦旋磁場 )ilSBE dlt iEtB左旋左旋dLSDHdltdHtD右旋右旋對稱對稱.

9、11例題例題1：一平行板電容器的兩極板都是半徑為一平行板電容器的兩極板都是半徑為5.0cm的導體片，在充電時，電場的變化率為的導體片，在充電時，電場的變化率為112sV/m100 . 1ddtE兩極板間的位移電流兩極板間的位移電流ID為為解：解：(1) 如圖所示，電場強度方向垂直向下，圓板如圖所示，電場強度方向垂直向下，圓板的的D的通量為的通量為求：求： (1) 兩板間的位移電流兩板間的位移電流(忽略邊緣忽略邊緣效應效應)， (2) 兩板邊緣的磁感應強度兩板邊緣的磁感應強度BERSDD02位移電流方向與電場方向相同位移電流方向與電場方向相同tIDDddtERdd02)(100 . 710110

10、85. 8)105(2121222A.12由于忽略邊緣效應，位移電流是對稱分布的，由由于忽略邊緣效應，位移電流是對稱分布的，由環路定理可得：環路定理可得：dIRH 2ldHRIHd2/700/22.8 10 (T)dBHIR根據右手定則，根據右手定則，B的方向如圖所示。的方向如圖所示。B B.13例題例題2：一平行板電容器的兩極板都是圓形板，面積一平行板電容器的兩極板都是圓形板，面積為為S，其上的電荷隨時間變化：，其上的電荷隨時間變化：tqqm sin 求：求： (1)電容器中位移電流密度的大小。電容器中位移電流密度的大小。 (2)設設r為電為電容器中一點到極板垂直軸線的距離，求該點的容器中一點到極板垂直軸線的距離，求該點的B。解：解