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位移電流密度，位移電流密度是什么其實(shí)質(zhì)是什么

來源：整理時(shí)間：2024-10-07 10:36:17 編輯：智能門戶手機(jī)版

1，位移電流密度是什么其實(shí)質(zhì)是什么

電通量密度D隨時(shí)間的導(dǎo)數(shù)叫做位移電流密度。在電流密度矢量場(chǎng)中加入它以后，其散度就可以為零；或者說，保證了電流密度是旋度場(chǎng)。這樣在麥克斯韋方程組中就可以寫：H的旋度 = 電流密度。

位移電流密度是什么其實(shí)質(zhì)是什么

2，什么是位移電流

定義：通過給定有向面S的位移電流密度的通量：式中的是矢量面積元。標(biāo)量，符號(hào)“ID”位移電流是電位移矢量隨時(shí)間的變化率對(duì)曲面的積分。但位移電流只表示電場(chǎng)的變化率，它不產(chǎn)生熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)等。

什么是位移電流

3，自由電流密度與位移電流密度的不同

位移電流是電位移矢量隨時(shí)間的變化率對(duì)曲面的積分。英國物理學(xué)家麥克斯韋首先提出這種變化會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的假設(shè)，并稱其為“位移電流”。電流密度是一種度量，以矢量的形式定義，其方向是電流的方向，其大小是單位截面面積的電流。采用國際單位制，電流密度的單位是“安培／平方米”。用方程表達(dá)，J=I/A；其中， I是電流，J 是電流密度，A 是截面矢量。根據(jù)歐姆定律的另一種形式，電流密度與電場(chǎng) E和物質(zhì)的電導(dǎo)率σ 的關(guān)系可以表達(dá)為J=σE。

位移是個(gè)有向線段，是個(gè)矢量，和路程要區(qū)分；電流是標(biāo)量，單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體的電荷量；密度是標(biāo)量，只有大??；矢量就是即有大小又有方向的量，如力

自由電流密度與位移電流密度的不同

4，大學(xué)物理位移電流密度求詳細(xì)答案

電器電場(chǎng)強(qiáng)度：E = q / (εdao0 A) = qm/(ε0 A) * sinωt電位移：D = ε0 E = qm/A * sinωt電容內(nèi)器內(nèi)的位移電流容密度為：Id = dD/dt = qm ω/A * cosωt由定義J=εdE/dt，題中E線性增加，所以位移電流方向與E一致：垂直紙面向內(nèi)。位移電流產(chǎn)生的感生磁場(chǎng)方向的判斷和普通電流一樣都是右手螺旋，所以感生磁場(chǎng)方向?yàn)轫槙r(shí)針，即P點(diǎn)的感生磁場(chǎng)的方向?yàn)檠丶埫娲怪監(jiān)P向下。擴(kuò)展資料：設(shè)S為空間任一閉合曲面，其法線向外，C為S上一有向閉合曲線，分S為S1、S2兩個(gè)曲面，按右手法則，S1的法線將指向內(nèi)部，而S2的法線保持不變。設(shè)在此空間內(nèi)有穩(wěn)恒電流流動(dòng)，在某時(shí)刻穿過S1面的電流為IS1，穿過S2面的電流為IS2，根據(jù)電荷守恒定律，不可能有電荷在S內(nèi)積累或放出，所以，IS1= IS2。參考資料來源：百度百科-位移電流密度

電容器內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度 E = q / (ε0 A) = qm/(ε0 A) * sinωt電位移 D = ε0 E = qm/A * sinωt電容器內(nèi)的位移電流密度為 Id = dD/dt = qm ω/A * cosωt

5，位移電流假設(shè)物理意義

百科名稱】：位移電流【英文解釋】：displacement current 【分類】：綜合百科【正文】：電位移通量隨時(shí)間的變化率。即 I D = D ·d S ，位移電流 I D 和位移電流密度 j D 的關(guān)系是 I D = j D ·d S ，故。因電位移矢量 D =ε 0 E + P ，其中 E 為電場(chǎng)強(qiáng)度， P 為極化強(qiáng)度，故 ?？梢娢灰齐娏髅芏?j D 包括兩部分，其中是極化電流密度，是電場(chǎng)變化引起的真空位移電流密度。位移電流概念是J.C.麥克斯韋在建立電磁場(chǎng)理論過程中提出的重要假設(shè)。它表明，磁碭不僅可以由電流產(chǎn)生，變化的電場(chǎng)也可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。位移電流和有旋電場(chǎng)的概念從兩個(gè)方面深刻而完整地揭示了電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間的內(nèi)在聯(lián)系和相互依存，即電磁場(chǎng)是統(tǒng)一的不可分割的整體。傳導(dǎo)電流和位移電流都能產(chǎn)生磁場(chǎng)，兩種磁場(chǎng)都能對(duì)其中的電流或運(yùn)動(dòng)電荷施加磁力，兩種磁場(chǎng)的性質(zhì)也相同，即都是有旋無源的。但是，兩種磁場(chǎng)也有區(qū)別，除了產(chǎn)生原因不同外，由于位移電流（確切地說是位移電流中由電場(chǎng)變化引起的真空位移電流部分）并不表示電荷在空間的運(yùn)動(dòng)，所以它與傳導(dǎo)電流不同，沒有熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，只有磁效應(yīng)。空間的總磁場(chǎng)是傳導(dǎo)電流和位移電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)之和，是無源有旋的矢量場(chǎng)，其磁力線閉合。位移電流假設(shè)的提出，消除了把安培環(huán)路定理從恒定情形推廣到變化情形時(shí)遇到的矛盾和困難，使麥克斯韋得以建立完備的電磁場(chǎng)方程組。麥克斯韋方程組關(guān)于電磁波等理論預(yù)言的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，不僅具有深刻的理論意義和巨大的應(yīng)用價(jià)值，也證明了位移電流假設(shè)的正確性

6，麥克斯韋理論

麥克斯韋理論　　麥克斯韋提出了兩個(gè)假設(shè)：　　變化的磁場(chǎng)可產(chǎn)生渦旋電場(chǎng) 變化的電場(chǎng)(位移電流)可產(chǎn)生磁場(chǎng)　　一.位移電流　　1.矛盾　　a.導(dǎo)線中存在非穩(wěn)恒的傳導(dǎo)電流　　b.電容器兩極板間無傳導(dǎo)電流存在　　----回路中傳導(dǎo)電流不連續(xù)　　c.任取一環(huán)繞導(dǎo)線的閉合曲線L，以L　　為邊界可以作S1和S2 兩個(gè)曲面　　對(duì)S1曲面　　對(duì)S2曲面　　----穩(wěn)恒磁場(chǎng)安培環(huán)路定律不再適用　　2.位移電流　　設(shè)極板面積為S，某時(shí)刻極板上的自由電荷面密度為，則　　電位移通量為　　----電位移通量隨時(shí)間的變化率等于導(dǎo)線中的傳導(dǎo)電流　　麥克斯韋稱為位移電流，即　　----位移電流密度 jD　　討論：　　a.引入位移電流ID，中斷的傳導(dǎo)電流I由位移電流ID接替，使電路中的電流保持連續(xù)　　b.傳導(dǎo)電流和位移電流之和稱為全電流　　c.對(duì)任何電路來說，全電流永遠(yuǎn)是連續(xù)的　　證：單位時(shí)間內(nèi)流出閉合曲面S的電量等于該閉合曲面內(nèi)電量的減少　　----電荷守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式　　由高斯定理　　即　　或 ---- 永遠(yuǎn)是連續(xù)的　　二.安培環(huán)路定律的普遍形式　　----全電流定律　　對(duì)前述的電容器有　　而 ----對(duì)同一環(huán)路L，的環(huán)流是唯一的　　討論：　　a.位移電流揭示了電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間內(nèi)在聯(lián)系，反映了自然現(xiàn)象的對(duì)稱性　　b.法拉弟電磁感應(yīng)定律表明變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)；位移電流的觀點(diǎn)說明變化的電場(chǎng)能產(chǎn)生渦旋磁場(chǎng)　　c.電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化永遠(yuǎn)互相聯(lián)系著，形成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)　　說明：　　位移電流與傳導(dǎo)電流的區(qū)別：　　a.傳導(dǎo)電流表示有電荷作宏觀定向運(yùn)動(dòng)，位移電流只表示電場(chǎng)的變化　　b.傳導(dǎo)電流通過導(dǎo)體時(shí)要產(chǎn)生焦耳熱,位移電流在導(dǎo)體中沒有這種熱效應(yīng)　　c. ID與方向上成右手螺旋關(guān)系　　e.位移電流可存在于一切有電場(chǎng)變化的區(qū)域中(如真空、介質(zhì)、導(dǎo)體)　　[例14]半徑R=0.1m的兩塊導(dǎo)體圓板，構(gòu)成空氣平板電容器。充電時(shí)，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度以dE/dt=1012Vm-1s-1的變化率增加。求（1）兩極板間的位移電流ID;（2）距兩極板中心連線為r(r 解：忽略邊緣效應(yīng)，兩極板間的電場(chǎng)可視為均勻分布　　兩板間位移電流為　　根據(jù)對(duì)稱性，以兩板中心連線為圓心、　　半徑為r作閉合回路L，由全電流定律有　　當(dāng)r=R時(shí)　　三.麥克斯韋方程組　　對(duì)靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)有　　靜電場(chǎng)的高斯定理　　靜電場(chǎng)的環(huán)路定律　　穩(wěn)恒磁場(chǎng)的高斯定理　　穩(wěn)恒磁場(chǎng)的安培環(huán)路定律　　空間既有靜電場(chǎng)和穩(wěn)恒磁場(chǎng)，又有變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)　　麥克斯韋方程組　　麥克斯韋方程組的微分形式　　物理意義概括：　　方程1：任何閉合曲面的電位移通量只與該閉合曲面內(nèi)自由電荷有關(guān)，同時(shí)反映了變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng)總是渦旋狀的 ----電場(chǎng)的高斯定理　　方程2：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦旋電場(chǎng),即變化的磁場(chǎng)總與電場(chǎng)相伴　　----法拉弟電磁感應(yīng)定律　　方程3：任何形式產(chǎn)生的磁場(chǎng)都是渦旋場(chǎng)，磁力線都是閉合的　　----磁場(chǎng)的高斯定理　　方程4：全電流與磁場(chǎng)的關(guān)系，揭示了變化電場(chǎng)產(chǎn)生渦旋磁場(chǎng)的規(guī)律，即變化的電場(chǎng)總與磁場(chǎng)相伴 ----全電流定律　　在各向同性介質(zhì)中，電磁場(chǎng)量之間有如下的關(guān)系　　根據(jù)麥克斯韋方程組、電磁場(chǎng)量之間關(guān)系式、初始條件及電磁場(chǎng)量的邊界條件，可以確定任一時(shí)刻介質(zhì)中某一點(diǎn)的電磁場(chǎng)　　還可以參考以下文獻(xiàn)資料：　　麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的建立　　HTTP://WWW.CQVIP.COM/QK/93763X/199101/629071.html　　對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的研究與實(shí)驗(yàn)探討　　HTTP://WWW.CQVIP.COM/QK/97377X/20063A/21155204.html　　基于麥克斯韋理論的海底大地電磁探測(cè)技術(shù)　　HTTP://WWW.CQVIP.COM/QK/95873X/200302/7880986.html