正文
M.法拉第提出的電磁感應定律表明,磁場的變化要產生電場。這個電場與來源於庫侖定律的電場不同,它可以推動電流在閉合導體迴路中流動,即其環路積分可以不為零,成為感應電動勢。現代大量套用的電力設備和發電機、變壓器等都與電磁感應作用有緊密聯繫。由於這個作用。時變場中的大塊導體內將產生渦流及趨膚效應。電工中感應加熱、表面淬火、電磁禁止等,都是這些現象的直接套用。
繼法拉第電磁感應定律之後,J.C.麥克斯韋提出了位移電流概念。電位移來源於電介質中的帶電粒子在電場中受到電場力的作用。這些帶電粒子雖然不能自由流動,但要發生原子尺度上的微小位移。麥克斯韋將這個名詞推廣到真空中的電場,並且認為;電位移隨時間變化也要產生磁場,因而稱一面積上電通量的時間變化率為位移電流,而電位移矢量D的時間導數(即дD/дt)為位移電流密度。它在安培環路定律中,除傳導電流之外補充了位移電流的作用,從而總結出完整的電磁方程組,即著名的麥克斯韋方程組,描述了電磁場的分布變化規律。
電磁輻射 麥克斯韋方程表明,不僅磁場的變化要產生電場,而且電場的變化也要產生磁場。時變場在這種相互作用下,產生電磁輻射,即為電磁波。這種電磁波從場源處以光速向周圍傳播,在空間各處按照距場源的遠近有相應的時間滯後現象。電磁波還有一個重要特點,它的場矢量中有與場源至觀察點間的距離成反比的分量。這些分量在空間傳播時的衰減遠較恆定場為小。按照坡印廷定理,電磁波在傳播中攜有能量,可以作為信息的載體。這就為無線電通信、廣播、電視、遙感等技術開闊了道路。
似穩電磁場 時變場中不同於靜態場的上述一些現象,其顯著程度都與頻率的高低及設備的尺寸緊密相關。按照實際需要,在容許的近似範圍內,對時變場的部分過程可以當作恆定場處理,稱之為似穩電磁場或準靜態場。這種方法使分析工作大為簡化,在電工技術中是行之有效的方法,已為人們所廣泛採用。
交變電磁場與瞬變電磁場 時變電磁場還可以進一步分為周期變化的交變電磁場及非周期性變化的瞬變電磁場。對它們的研究在目的上和方法上有一些各自的特點。交變電磁場在單一頻率的正弦式變化下,可採用複數表示以化簡計算,在電力技術及連續波分析中套用甚多。瞬變電磁場又稱脈衝電磁場,覆蓋的頻率很寬,介質或傳輸系統呈現出色散特性,往往需要採取頻域、或時序展開等方法進行分析。