全电流定律
1.全电流一般情形下,通过空间某截面的电流应包括传导电流与位移电流,其和称全电流(total current) 。
I(全)=I(传)+I(位)=I(传)+∫s(〥D/〥t)·dS
(D为电通密度,S为截面面积,〥表示偏微分符号,下同)
全电流是连续的,在空间构成闭合回路。导线中有传导电流(一般,导体中也有很小的位移电流),而电容器中有位移电流,即传导电流中断处,有位移电流接上。
2.全电流定律麦克斯韦将安培环路定理推广为全电流定律,是电磁场的基本方程之一 。其内容为:任意一个闭合回线上的总磁压等于被这个闭合回线所包围的面内穿过的全部电流的代数和。
可表示为:∮L Hdl=I(全)
∮L Hdl=I(传)+∫s(〥D/〥t)·dS
当闭合回线可分为几段,闭合回线的分段原则是:磁场强度相同,截面积相同,材料相同;而每段内H为常量,并和线段方向一致,沿闭合回线总磁压为各段磁压的代数和。这种情况下全电流定律又可表示为
ΣHl=ΣI
若H与线段方向一致时,(Hl)为正,反之为负;凡是与闭合回线方向符合右手螺旋定则的电流为正,反之为负。
3.讨论1.全电流定律既适用于电流恒定情况,又适用于非恒定情况。
对恒定情况,有〥D/〥t=0,有∮L Hdl=I(传)
若所讨论的问题中,I(传)= 0 ,则磁场仅由位移电流产生(磁场写作H(位))
即:∮L H(位)dl=I(位)
2.对比如下两方程 :
变化的电场产生磁场∮L H(位)dl=∫s(〥D/〥t)·dS
变化的磁场产生电场∮L E(感)dl=-∫s(〥B/〥t)·dS(B为磁通密度)
可见两方程非常对称。其不同点在于变化电场和产生的磁场之间为右手螺旋关系,变化磁场和感生电场之间为左手螺旋关系。