宏观电磁现象的基本定理

电磁波与电磁波理论（学通信都懂的痛），介绍了宏观电磁现象的基本定理，包含基本电磁物理量、电磁场基本定律、麦克斯韦方程组等，总结全面细致，适合做为复习资料。

宏观电磁现象的基本定理

• 基本电磁物理量
  • 电荷密度（积分求电量）
    • 体电荷密度：一定体积内的电荷除以体积
    • 面电荷密度：一定面积上的电荷除以面积
    • 线电荷密度：一定长度上的电荷除以长度
    • 点电荷密度
      • 狄拉克函数：在某个点时，该值为无穷大；不在该点时，该值为0
      • 点电荷的体电荷密度：电量乘上狄拉克函数
      • 点电荷系的体电荷密度：每个点电荷的提电荷密度求和
  • 电场强度：单位正电荷所承受的电场力
  • 电极化强度
    • 电偶极子模型：一个正电荷和一个负电荷，等电荷q；电偶极矩矢量：Pe=ql（l为俩电荷之间的距离，方向由负电荷指向正电荷）
    • 电介质的极化：可以极化无极性介质，使其产生极化电场；单位体积的电偶极矩矢量
  • 电位移：也叫电感应强度D=介电常数*电场强度E
  • 电流密度
    • J体电荷密度：体电流中（有一定方向），单位时间内穿过单位面积的电流量（该面垂直于体电流的方向）；方向为体电流的方向；与面积积分得到电流；与体积积分得到电流元；体电流密度J=电导率*E
    • Js面电流密度：面电流中（在一个面上有一定方向），单位时间内单位宽度流过的电流量（该宽度垂直于电流方向）；方向为面电流的方向；；与长度积分得到电流；与面积积分得到电流元
    • I线电流：一个线电流，某个点的电流量大小；不用积分，本身就是某个点的电流；与长度积分得到电流元
  • 磁化强度
    • 磁偶极子模型：一个截面积S的环电流I；磁偶极矩矢量：Pe=IS（方向为截面的法向量）
    • 磁介质的磁化：单位体积的磁偶极矩矢量
  • 磁场强度：电感应强度B=磁导率*磁场强度H
• 电磁场基本定律
  • 库仑定律
    • 库仑力公式
    • 环量定理：静电场中，闭合曲线上的电场强度的环量是0（电场力在静电场中的闭合路径做功也为0）
    • 高斯定理
      • 静电场中，穿过任一高斯面（闭合曲面）的电场强度通量等于该闭合曲面所包围的电荷量除以介电常数
      • 静电场中，高斯面（闭合曲面）的电位移积分等于该闭合曲面所包围的电荷量
  • 安培定律
    • 磁通连续性定理：在恒定电流产生的磁场（恒定磁场）里，在一个闭合曲面的磁感应强度通量为0（磁感应线是无头无尾的）
    • 安培环路定理
      • 在恒定电流产生的磁场（恒定磁场）里，磁感应强度的环量等于，该曲线所包含的电流量乘磁导率
      • 在恒定电流产生的磁场（恒定磁场）里，磁场强度的环量等于，该曲线所包含的电流量
  • 法拉第电磁感应定律
    • 楞次定律：变化的磁通量产生电流，导体中产生的感应电动势，总是企图 组织磁通量的变化
    • 感应电场的电场强度的环量等于负的磁通量的对时间求导
  • 电荷守恒定律
    • 在任何电磁过程中，如果不发生与外界的电荷交换，物体内部的电荷代数和总是不变的
    • 电流连续方向：本质上来讲就是电流等于单位时间内电荷的减少量（电流的定义）
• 麦克斯韦方程组
  • 麦克斯韦的两个假设
    • 麦克斯韦的漩涡电场假设（法拉第电磁感应）
    • 麦克斯韦的位移电流假设（与安培环路定理的冲突）
    • 全电流连续定理
  • 麦克斯韦方程组
  • 3个结构方程
• 时变电磁场的边界条件
  • 边界条件的一般形式
    • 切向：电场强度E、磁场强度H（得到面电流密度Js）
    • 法向：电感应强度（电位移）D、磁感应强度B（得到电荷密度）
  • 边界条件的三种常见形式
    • 导电煤质：导电率不为0；面电流密度Js=0
    • 理想导体：导电率为无穷大；和一般形式一样
    • 理想介质：导电率=0；面电流密度和电荷密度=0
• F（磁场力）=电流元×B