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電路理論是在某些條件下使用麥克斯韋方程組的近似值。
麥克斯韋方程組可以描述自然界中所有的電磁現象,其本質是電場隨空間的變化與磁場隨時間的變化成正比,電場隨時間的變化與磁場隨空間的變化成正比。
麥克斯韋方程包括以下內容:法拉第電磁感應定律(電場 e 的捲曲等於磁感應強度 b 的負數隨時間的變化); 安培環定理(即總電流定律,磁場強度 h 的捲曲等於位移電流密度 j 加上位移向量 d 隨時間的變化率); 磁通連續性原理(b的發散度為0,即磁感應線為閉合曲線); 高斯定理(d 的散度等於束縛電荷密度); 材料的邊界條件。
每種材料都有以下引數:介電常數 epsilon [希臘字母不能輸入]、磁導率 U(發音為 miu)、電導率 cigma。 其中 d = epsilon*e, b = u*h, j = cigma*e, 電阻率是電導率的倒數。
在材料的介面處,由於E和B都是向量,它們可以分解為兩部分,垂直於介面和平行於介面。 e和h的平行分量在介面兩側是恆定的,b和d的垂直分量在介面的兩側是恆定的,由此可以得到空間的電場和磁場分布,進而得到電流密度分布。
電路理論中最重要的定律叫做基爾霍夫定律,它有以下兩點:
1)電路中任意節點在任何時候的流入電流等於流出電流;
2)電路任意閉環中所有元件的電壓之和在同一參考方向上為0。
基爾霍夫定律適用於集中引數電路,即尺寸遠小於電壓的波長(用於交流電),集中引數電路可以用線性方程和常微分方程來描述。 如果電路的尺寸與電壓的波長相當,而各元件的尺寸(包括電阻、電容、電感等,但不包括導線)仍然比波長小得多,那麼就需要採用分布式引數電路,分布式引數電路需要解決電壓和電流的時空分布, 用偏微分方程描述;如果電路中元件的尺寸與波長相當,則只能使用電磁場理論(即麥克斯韋方程組)求解。
歐姆定律比麥克斯韋方程組更早提出,因為當時電和磁是分開研究的,直到奧斯特發現了電流的磁效應,法拉第發現了電磁感應,人們才意識到電和磁是不可分割的; 麥克斯韋總結了前輩們的結果,並提出了麥克斯韋方程組。
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其實,你只需要了解歐姆定律的適用範圍、電阻的性質、電流、電阻率的概念即可。 這個問題並不難。
在同一電路中,每個元件的電壓與電組的大小成正比,元件兩端的電壓根據元件的電阻而不同。 電場強度與電壓成正比,因此電場強度分布不均勻。
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由於電路中每個元件所需的電壓和電流不同,電場強度不均勻。
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