電磁學-北大講義5.9基本假定

2023/2/5北京大學物理學院王稼軍編討論暫態(tài)過程、交流電路電壓、電流都隨時間變化歐姆定律、基爾霍夫定律適用否？基本假設似穩(wěn)條件

集中元件、集總參量線性電路2023/2/5北京大學物理學院王稼軍編似穩(wěn)條件電磁場的變化以光速c傳播

電源頻率很高

基爾霍夫第一定律不成立

“電壓”的概念也不成立

儀器幾何線度電源變化周期電路中各部分電磁場、電流、電荷變化將按距離遠近而不同

有較強的渦旋電場

電源頻率較低

基爾霍夫第一定律成立

“電壓”的概念可以成立

電路中電流將隨電源電動勢同步地作緩慢的變化

電工技術中遇到的電路大部分屬于似穩(wěn)電路，如50Hz

傳遍儀器的時間2023/2/5北京大學物理學院王稼軍編集中元件

交流電路中的元件電容器傳導電流中斷在電容器極板上，電容器內部集中了較強的電場，而變化的電場延續(xù)了傳導電流，其作用不可忽略——基爾霍夫第一定律遭到破壞；

電感線圈電感線圈內部集中了較強的磁場，其中磁通變化引起的渦旋電場不可忽略，因而其中基爾霍夫第二定律不成立。2023/2/5北京大學物理學院王稼軍編集中參量似穩(wěn)電路中的電容器

似穩(wěn)條件將維持電容器兩極板的電荷等量異號同步變化，可以將變化的電場的影響限于電容器內部，撇開內部空間

只從外部看一個電容器，向電容器一端流入的電流恒等于從另一端流出的電流，使外部電流仍然保持連續(xù)性，即滿足基爾霍夫第一定律；似穩(wěn)電路中的電感元件只要渦旋電場集中在元件內部，只在電感元件外部取積分路徑，電場的功仍近似與路徑無關，即還可以引進“電壓”的概念。整個電路依然滿足基爾霍夫第二定律集中元件相應的電路參量——集中參量2023/2/5北京大學物理學院王稼軍編高頻時雜散參量的處理電路各部分（包括連接導線）也具有一定的電容和電感的性質，稱為分布電容和分布電感，相應的參量稱為分布參量。這些分布參量的影響常常被忽略或用等效的集中參量來代替。另外還假定電路中的元件是單純的。所謂單純元件就是忽略了次要特性的元件，如純電阻、純電感、純電容，這是對實際元件的理想化的抽象。實際的元件可以看成單純元件串、并聯(lián)的組合。2023/2/5北京大學物理學院王稼軍編線性電路線性元件

：要求元件的參量R、L、C為常數，由元件本身性質決定，與電流無關線性電路：由線性元件和交流電源組成的電路，滿足的方程是線性的。線性方程包含了對同頻簡諧量的疊加、微商或積分等線性運算其結果仍然是同一頻率的簡諧量，于是使簡諧交流電路問題處理和運算特別簡單

不同頻率的簡諧成分在線性電路中彼此獨立、互不干擾。因此當電路中有不同頻率的簡諧成分同時存在時，可以一個一個地單獨處理后再疊加

2023/2/5北京大學物理學院王稼軍編小結三個基本假設是對實際的交流電路的合理簡化，在此前提下得出的結論只適合于由集中元件組成的、似穩(wěn)的、線性電路。通常在電