电磁场与电磁波电磁场理论第四章演示文稿.ppt

电磁场与电磁波电磁场理论第四章演示文稿
*
第一页，共十四页。
*
优选电磁场与电磁波电磁场理论第四章
第二页，共十四页。
解：（1）在内外导体为理想导体的情况下，电场和磁场只存在于内外导体之间的理想介质中，内外电磁场与电磁波电磁场理论第四章演示文稿
*
第一页，共十四页。
*
优选电磁场与电磁波电磁场理论第四章
第二页，共十四页。
解：（1）在内外导体为理想导体的情况下，电场和磁场只存在于内外导体之间的理想介质中，内外导体表面的电场无切向分量，只有电场的径向分量。利用高斯定理和安培环路定理，容易求得内外导体之间的电场和磁场分别为
内外导体之间任意横截面上的坡印廷矢量
第三页，共十四页。
电磁能量在内外导体之间的介质中沿轴方向流动，即由电源流向负载，如图所示。
穿过任意横截面的功率为
同轴线中的电场、磁场和坡印廷矢量
（理想导体情况）
第四页，共十四页。
（2）当导体的电导率σ为有限值时，导体内部存在沿电流方向的电场
内
根据边界条件，在内导体表面上电场的切向分量连续，即
因此，在内导体表面外侧的电场为
内
磁场则仍为
内导体表面外侧的坡印廷矢量为
同轴线中的电场、磁场和坡印廷矢量
（非理想导体情况）
第五页，共十四页。
式中 是单位长度内导体的电阻。由此可见，进入内导体中功率等于这段导体的焦耳损耗功率。
由此可见，内导体表面外侧的坡印廷矢量既有轴向分量，也有径向分量，如图所示。进入每单位长度内导体的功率为
以上分析表明电磁能量是由电磁场传输的，导体仅起着定向引导电磁能流的作用。当导体的电导率为有限值时，进入导体中的功率全部被导体所吸收，成为导体中的焦耳热损耗功率。
同轴线中的电场、磁场和坡印廷矢量
（非理想导体情况）
第六页，共十四页。
将下列场矢量的瞬时值形式写为复数形式
（2）
解：（1）由于
（1）
所以
第七页，共十四页。
（2）因为
故
所以
第八页，共十四页。
例 已知电场强度复矢量
解
其中kz和Exm为实常数。写出电场强度的瞬时矢量
第九页，共十四页。
例题：已知正弦电磁场的电场瞬时值为
式中
解：（1）因为
故电场的复矢量为
试求：（1）电场的复矢量;（2）磁场的复矢量和瞬时值。
第十页，共十四页。
（2）由复数形式的麦克斯韦方程，得到磁场的复矢量
磁场强度瞬时值
第十一页，共十四页。
解：（1）由　　　　　　　　得
（2）电场和磁场的瞬时值为
　已知无源的自由空间中，电磁场的电场强度复矢量为　　　　　　 ，其中k 和 E0 为常数。求：（1）磁场强度复矢量 ；（2）瞬时坡印廷矢量 ；（3）平均坡印廷矢量 。
第十二页，共十四页。
（3）平均坡印廷矢量为
或直接积分，得
瞬时坡印廷矢量为
第十三页，共十四页。
例 已知真空中电磁场的电场强度和磁场强度矢量分别为
解:(1)
由于
(2)
所以
其中E0、H0 和 k 为常数。求：(1) w 和 wav ；(2) S 和 Sav。
第十四页，共十四页。