本帖最后由 AD797 于 2019-10-26 10:56 编辑
回复你一次,因为这个问题也是我学习电磁场时困惑和思考的一个问题,我试图把以前的电路直觉想和电磁场理论达到统一,当初我的第一步认识也是,低频时,可以认为能量集中在导线或者导线附近,但其实如果你考虑一种情况,比如0.1mm导线通过1A直流电流(暂且认为可以 没烧断),那么你可以计算一下,这个导线中的场能量,你可以发现,场能量绝大部分都在线外空间,也就是你说的数值上等效也是不存在的,…,导线越粗,导线中的能量越大,也就是导线占用的空间越大,其中的能量就越大, 发现这个问题了没?还是依靠占用空间来占有能量。
什么原因?关键问题是能量的定义和直觉,可能我们直觉电流本身有能量的,就像水流一样,但是在电磁学对能量的定义是依赖电场和磁场来定义的,电流在麦克斯韦方程中作为能量的源即场源,是产生能量的源。
那么,产生电磁场的源,有没有能量呢?这个问题讨论问题容易产生争论,你可以认为导线只是送外卖的,真是的源是厨房(这个比喻也不恰当),即电源(如电池)。你可以考虑同轴电缆(即具有传统双导线又有波导特点),由于趋肤效应,频率稍高点,电流只在同轴电缆的外层的内表皮和中心的外表面极薄层(微米)流动,这时候,你可以观察能量的分布,就能理解导线的作用,能量如何通过导线传播,如何传递到天线(负载)上去的。
这时候,就建立了直觉和理论的统一。 通过逐渐的思考,应该是脱离用原先电路的直觉来考虑电磁场的问题的思考习惯。电流在电磁场问题中,也是一个被主导量,也和电场合磁场一样是个被主导量,J=σE,就是电场乘以一个电导率,大家都是同事。应该把电路作为一个普通的电磁三维模型,在其输入端口加入了电压(就像做电磁仿真那样),抛弃电路和电磁场混杂考虑。
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