首页 理论教育FEKO仿真原理与工程应用:麦克斯韦方程组的应用

FEKO仿真原理与工程应用:麦克斯韦方程组的应用

【摘要】:麦克斯韦在安培、法拉第等人的基础上,通过引入位移电流,建立了完整表达电磁规律的方程组,即B=0 (1-4)式中,E为电场强度;D为电位移矢量;H为磁场强度;B为磁感应强度;J为电流密度;ρ为电荷密度。由电荷守恒定律可以写出电流连续性方程上述5个方程只有3个是独立的。

麦克斯韦在安培、法拉第等人的基础上,通过引入位移电流,建立了完整表达电磁规律的方程组,即

∇⋅B=0(磁感应高斯定律) (1-4)

式中,E电场强度(V·m-1);D为电位移矢量(C·m-2);H磁场强度(A·m-1);B磁感应强度(Wb·m-2);J电流密度(A·m-2);ρ电荷密度(C·m-3)。

由电荷守恒定律可以写出电流连续性方程

上述5个方程只有3个是独立的。对于时变电流,时变等效电流或时变等效磁流产生的电磁场问题,往往采用式(1-1)和式(1-2)两个方程,因为其他方程并不能为求解EHDB提供帮助。很显然,这些方程并不足以确定EHDB这些未知物理量。以电磁场为例,矢量方程式(1-1)和式(1-2)只能给出6个标量方程,远不足以确定所含的12个未知标量,因此要确定未知量,还必须提供其他关系,即介质本构关系:DBEH的关系,JE的关系。 1.4.2 介质本构关系

介质本构关系通常由试验确定或根据介质的微观结构推导而得,一般来说,对于很多介质,它们的本构关系可以写成(www.chuimin.cn)

D=εE (1-6)

B=µH (1-7)

J=σE (1-8)

式中,εµσ是材料参数,分别称为介电常数(F·m-1)、磁导率(H·m-1)和电导率(S·m-1)。

如果介质中这些本构参数随空间位置而变,则此材料介质称为非均匀介质,反之为均匀介质;如果介质这些本构参数是频率的函数,则此类介质称为色散介质;如果介质中这些本构参数是张量形式,则此类介质称为各向异性介质。