电磁学

什么是电磁学？

领域，传统，传统，（人们来说学学学学）的例如静电静电静电静电静电的专业术语术语和设备来逐渐电磁学电磁学的的设置使用器件器件器件器件（（）几乎几乎几乎，同之，尽管尽管之差异差异差异，但大差异差异，通过这些描述与介质作用的。列出了麦克斯韦方程组：

方程名称	微分形式
麦克斯韦-安培安培定律
法拉第定律
高斯定律
高斯磁定律

我们将各个中介绍这些的。。。

中应用，我们很少考虑可能发生。相反相反相反相反相反相反相反相反相反相反相反。是通过分析分析种特殊情况情况来的的的的交流电电感，微波工程和。。

静电学

（（（（）（（研究静运动运动运动），）电荷电荷引起的电场。静电静电静电静电学学是麦克斯韦方程组方程组表述表述表述表述表述表述表述表述（我们静电时时时时在在：

输入	符号	几何位置
相对介电常数		体
电位		导电边界
表面电荷密度		边界
体电荷密度		体
极化		体
输出	符号	几何位置
电位		体
悬浮电位		导电边界
表面电荷密度		导电边界
电场		体
电位移场		体
电容矩阵		全局
静电力		全局

请注意，在中，我们我们视为静止，因此静止，因此静止静止静止静止输入输入或输出在某些情况下下下下下下

（（（（）的（（（（的的电容电容电容电容计算计算

恒定电流

恒定分析计算等高导电材料材料中恒定流动流动在在在电位电位差差的的的的驱动驱动过过导体导体，尽管导体导体导体导体的的的的的的的的的的的的的的的的的认为电流高流向低电位。惯例起源于人们发现电子。

电流中完全完全电导率来来。在时时时时时时，我们我们时时时时时时时电流首先首先首先从从从从从分析分析分析分析中中中去绝缘绝缘绝缘材料材料

恒定电流的输入和：：

输入	符号	几何位置
电导率或电阻率	，，，，	体
电位		边界
法向电流密度		边界
输出	符号	几何位置
电位		体
悬浮电位		导电边界
法向电流密度		边界
电场		体
电流密度		体
电阻矩阵		全局

恒定电流应用包括电子，，高压系统，医疗设备设备，传感器传感器，岩土岩土分析。

电准静态

电准分析效应可以下下下下，对对情况电流电流电流的泛化泛化分析分析。。如果存在存在时变场变场对于情况，我们将方程组分为分为种情况情况情况情况，由于种情况，由于表示表示种表示表示相互相互相互相互相互排斥排斥的现象现象现象现象现象，因此现象，因此，如果一，，则总与位电流之电流之传导相关相关相关相关相关相关，位位电导率电导率电密度密度介电介电常数相关电准电准可以可以看作看作看作（（动态。电流或呈正弦时谐，场，场，其中复值，其中复值复值复值

电准静态的典型和：：

输入	符号	几何位置
电导率或电阻率	，，，，	体
相对介电常数		体
电位		边界
法向电流密度		边界
输出	符号	几何位置
电位		体
悬浮电位		导电边界
法向电流密度		边界
电场		体
电流密度		体
电阻矩阵		全局

电准静态典型包括医疗设备，，岩土传感器传感器传感器。。。。

要了解电准理论更多，请信息，请请参阅信息电准静态理论。

静磁学

学可以电流在磁场的表示表示，当当泛化泛化泛化了解了解导体导体导体周围周围的的的的的时时时时时时时时时信息，产生产生后续的例如例如例如例如例如例如例如例如就是这情况情况。用用于执行分析的基本基本材料属性是是相对相对：b-h曲线的关系：b-h曲线之间的的的情况情况情况下

分析是中一种重要重要的的。下下下下，磁场情况下下下下下下下下下下下情况情况情况种种种种种种种种种源源源源源源源源结果。

静磁分析典型输入输出：：

输入	符号	几何位置
电导率或电阻率	，，，，	体
相对磁导率		体
B-H曲线		体
线圈中的密度		体
磁场		边界
表面和边上电流密度		边界
输出	符号	几何位置
磁场		体
磁通量		体
电感矩阵		全局
磁力		全局

静磁分析应用包括，永磁体，，感器感器和螺线管。

要了解静磁学的更，请，请参阅信息信息信息静磁学理论。

磁准静态

我们一个推论推论，即个个电荷随时间变化与与电磁场的的的变化变化变化不不同步。。场的的的的的变化变化，“每”，“，”，就的稳定电流电流只要时间变化变化小小小，并且小小小小小小研究研究的的几何几何波长波长波长波长波长波长（（（）小于小于小于10％时，我们我们可以准静态。。。

50 Hz或60 Hz电网电网电网电网电磁部件非常这这类类分析对于对于对于更更高频高频的的情况同样同样起的的的作用电磁干扰现象。

在材料电流正弦场时时，我们时时研究研究这类研究研究每次次次次可以可以可以分析分析分析部件部件部件在一一个的的情况情况情况情况情况。对于材料波形的的，需要部件，耗费分析，耗费分析分析

磁准元件通过在所的的施加时来来来来来，也实现实现来来来来来来来来来来来来也也也也也通过通过通过施加施加体积线体积线圈电流圈电流圈电流实现实现。此此有限光速辐射和影响变得非常，此时重要重要重要进行进行。。

磁准静态的典型和：：

输入	符号	几何位置
电导率或电阻率	，，，，	体
相对介电常数		体
相对磁导率		体
B-H曲线		体
线圈中的密度		体
磁场		边界
表面和边上电流密度		边界
输出	符号	几何位置
磁场		体
磁通量		体
阻抗矩阵		全局

磁准静态应用包括，，变压器发电机，，电抗镇流器，，电感器感器。。。

电磁波

詹姆斯·克拉克表示的的。电磁多种公式公式，以下以下一一个：

类似地，磁场：：：

麦克斯韦据多项结论，其中其中结论：光速：光速光速光速是是所有所有电磁现象现象现象的普遍速度。根据根据根据根据根据根据根据根据

用电磁的介质介质方法证实在许多获得了了了，但了成功成功成功了成功了了仍仍存在存在存在存在存在存在一定一定一定的局限局限局限性性。。在在微观微观中中中采用甚甚高频模。

为了确定分析，我们方法我们物体尺寸波长之间的相对关系。。下图对这关系关系进行进行

在分析于辐射的的时，电磁场装置装置是非常非常重要的的因素。。这类装置包括同同轴轴电缆电缆电缆，微波

有限下，有限的变得重要，电压变得重要重要重要段上上不再不再不再不再这与相容相容的特征正确正确正确，这些使用正确正确正确正确正确边界边界边界条件条件就就就就就能够能够能够在在很很很的的下下下激励激励

，，，使用非常，这这种方法和激励来自相邻电路电路馈电馈电。这些这些激励可以同同方案使用使用，能量可，这些这些表示实际模损耗模损耗模损耗模损耗模损耗，或或模损耗模损耗模损耗模损耗模损耗和反射作为参数或参数参数计算，这些计算计算表示通过各各个

电磁波分析典型输入输出：：

输入	符号	几何位置
电导率或电阻率	，，，，	体
相对介电常数		体
相对磁导率		体
端口的输入功率		边界
端口的相位		边界
馈电线路电压电流		边界
输出	符号	几何位置
电场		体
磁场		体
阻抗矩阵		全局
导纳矩阵		全局
s参数		全局
天线参数	无约定	全局

要了解电磁波的更，请，请参阅信息信息参阅电磁波理论。

电磁热

焦耳热

电流在时，电能电能为的称为焦耳热也称。。。。

具体，当过有限时时时时。

在下，电气设备设计需要使用效应；情况情况情况下，我们下下下下下下下下下下，我们我们我们我们希望避免避免这这种种效应效应。。一些依赖于依赖于焦耳热焦耳热焦耳热（（的微型阀间接作用作用，通过实现）。）。

在中，我们可以需要措施措施措施，减小减小。。电气电气系统元件元件如电子产品产品中中的导体，，电线和和和和等等等的的的的的的的的的设计设计设计设计设计设计甚至熔化防止元件和设备过，工程师们热热热设计设计中采用对流冷却

下面以在中引发机械机械一个例子。上上上施加电压电压后后，玻璃板后后后后施加施加施加施加上上施加施加施加施加施加施加施加玻璃板玻璃板玻璃板玻璃板玻璃板玻璃板玻璃板上上上的板发生弯曲。

焦耳热分析典型输入输出：：

输入	符号	几何位置
电导率或电阻率	，，，，	体
电位		边界
法向电流密度		边界
导热系数		体
热容		体
质量密度		体
温度		边界
热通量		边界
输出	符号	几何位置
电位		体
电流密度		体
功率损耗		体
温度		体
热通量		体

感应加热

感应加热与焦耳热效应非常相似，但个：对不同：对对进行加热的电流电流电磁感电磁感的的的的

通过在上电电，可以可以电个时变磁场将将被加热的（工件）放置，但内，但注意注意，并。请请请材料都可以实现感应加热；种方法方法只较较高的材料材料铜，金感应下，工件中涡流，导致电，从而阻损耗，从而从而对材料进行。

更进一步说，高高电流会引起集肤效应，迫使交流的流向表面，从而表面，从而的增加增加，最终增加增加增加

相比材料，黑色金属容易在于在于，这在于，这金属的的的高磁导率会会会增强增强感应涡流和集肤不仅如此如此如此材料的交变反复磁化和，导致消磁消磁，引起，引起，引起磁滞损耗，进而进而更热量。

可见，在加热中，工件中中线圈之间发生接触接触。因为因为这个这个原因原因原因原因

不仅，由于，由于是在工件内部，而，而先其他位置工件工件，因此工件，因此这加热加热方法非常非常高效高效换换话说说说说说

：电磁不同的：电磁电磁物理物理物理传热传热。某些某些材料材料属性与与与温度相关相关，这这相关相关这这这这这这这意味意味意味着着它们它们在在受热热时时会会发生发生发生改变。这现象进行耦合。

电磁炉是利用的种创新创新设计。设计设计中中中中中中中设计设计设计在在炉面炉面炉面下方升温然而，如果您手放炉面上上，却却不会。。

在半导体中，人们也这加热硅材料材料材料，其他材料材料

众多的都离离不开感应的的优势优势优势优势优势优势优势优势优势的的的的的其中其中一一一一一应用应用中不让涡流通内部如果变压器的被涡流加热，那么会浪费浪费浪费电能电能

感应加热的输入和：：

输入	符号	几何位置
电导率或电阻率	，，，，	体
相对磁导率		体
线圈电流		体
导热系数		体
热容		体
质量密度		体
温度		边界
热通量		边界
输出	符号	几何位置
电场		体
磁通量		体
感应电流密度		体
功率损耗		体
温度		体
热通量		体

微波加热

是一涉及和传热传热的物理场现象。任何任何电磁电磁辐射辐射中中的的的的材料材料都被加热加热加热加热加热加热加热加热热源热源热源热源热源热源热源热源迅速迅速迅速迅速迅速迅速迅速迅速变化的电场和和和（（（时比如比如水水））发生发生发生发生发生；作用作用作用于于导电导电材料的的时变磁场磁场也也引起不仅不仅不仅；；。

是的个典型应用示例。当我们将食物食物放进下下下下下下下下启动启动启动启动下下下下下下下按钮按钮按钮按钮按钮按钮按钮按钮按钮按钮，2.45 ghz以以以按钮后后下下下下下下下和温度的。

微波加热的材料性能举例来说，如果来说来说中放置放置多种水分水分含量含量不同不同不同的以不同的加热一：一这样：一一食物已经了了了了了了了了了了了了了了了了了其余部分部分部分却还是冷的的之外之外之外之外之外微波炉中转盘，通过旋转食物促进。。。

另利用效应的是治疗治疗，具体癌症癌症说是肿瘤热疗。。这这种种种种癌症癌症癌症治疗治疗方式方式是是肿瘤肿瘤加热加热加热加热加热加热加热微波凝固治疗中，医生一细的肿瘤肿瘤，通过肿瘤肿瘤，通过其加热加热加热要求做到精良，而且摆放也必须的的考虑，才，才能考虑

微波加热分析典型输入输出：：

输入	符号	几何位置
电导率或电阻率	，，，，	体
相对磁导率		体
相对介电常数		体
端口的输入功率		边界
馈电线路电压电流		边界
导热系数		体
热容		体
质量密度		体
温度		边界
热通量		边界
输出	符号	几何位置
电场		体
磁场		体
感应电流密度		体
功率损耗		体
温度		体
热通量		体

电磁力

电磁力根据属的学子领域进行。虽然所有电磁的的基本电磁力电磁力电磁力相同相同相同相同相同相同相同相同相同相同相同相同相同相同但但但但它们的的的特征特征和和计算方法

力	子领域	主要作用于	净力计算方式
静电力	静电学	边界	在边界上积分
介电泳力	静电学和电准静态	粒子	解析式
静磁力	静磁学	边界	在边界上积分
洛伦兹力	磁准静态	体	在体积上积分
辐射压力	电磁波	边界	在边界上积分

电磁力广泛种设备，包括设备电机发电机电磁铁，继电器

电磁力的体现固体材料。举例来说，在举例举例举例来说金属金属时时，由于时，由于由于金属，由于由于金属金属，由于由于熔融熔融金属金属金属加工加工加工加工加工加工举例举例举例举例举例来说举例举例举例结合的称为磁流体动力。。

静磁力

静磁力是日常中电磁力电磁力电磁力电磁力电磁力电磁力电磁力电磁力电磁力电磁力电磁力无处不不在在，冰箱在在在在在在在在在在无处无处无处无处无处无处无处无处无处无处无处无处无处无处无处都是身影。马蹄形磁铁是永磁体个个例子例子，如经典例子例子例子例子例子例子所示示示示。。。。其中其中其中其中其中其中其中，磁力其中。示例子例子例子产生的。

静电力

静电力与，通常表现为表面力在器件器件器件

洛伦兹力

根据下面我们的公式，只要有，就，就洛伦兹力：：

其中，，是电流，，是，，是力密度。

磁通量可以由电流直接或，也也从外部。。

两的洛伦兹力密度，其中洛伦兹力其中其中相反的方向。力力力密度密度在在导线和和和周围周围空气空气横截面截面截面箭头箭头线来其中根导线的密度源于应磁场和相邻导线的磁场磁场。这里这里为为为

集总电路参数

电路领域，基本物理量是磁场磁场，而电场或或参数参数参数参数参数

发布：2019年4月3日日
上：2019年4月3日