date
icon
password
博客链接
Pin
Pin
Hide-in-Web
Hide-in-Web
网址
type
slug
tags
category
bottom
bottom
Hide-in-Config
Hide-in-Config
comment
status
summary
本篇笔记用于帮助大家记忆第一、二章的公式,请配合『电磁场笔记』 使用。
第一章:
三个坐标系之间单位矢量的关系

三个坐标系下的梯度、旋度、散度公式
在直角坐标系下, = 1, , ;
在柱坐标系下, = 1, , ;
在球坐标系下,, , ;
梯度的表达式可以用拉梅系数重新写为:
散度的表达式可以用拉梅系数重新写为 :
旋度的表达式可以用拉梅系数重新写为:
上面两个公式中的 和 是坐标系的三个分量,需要根据具体的坐标系进行调整。 表示的是矢量场,A 表示的是标量场。
现在,我们只需要记住在柱坐标系和球坐标系中 h 的值以及计算公式,就可以写出不同坐标系下的旋度散度公式了。
原先需要记住 6 个公式,现在只需要记住 5 个公式,前者是没有关联的,后者是相互关联的,因此会好记很多。
在这里,柱坐标系中的散度公式需要额外注意一下,它有两种形式:
① ;
② 。
第二种形式是第一种形式的变体,因为 ,而等式右侧的第一个部分 的 ρ 与前面的 相互抵消,等式右侧的第二个部分的 ρ 对 z 求偏导等于 0,因此两个式子是等效的。
梯度、散度、旋度相关公式



散度定理(高斯定理)

散度定理其实就是将 通量 与 散度 联系在一起的定理,通量描述的是面上矢量线的穿入穿出情况,而散度描述的是一个点的发散、聚集情况。
斯托克斯定理

格林定理、亥姆霍兹定理
拉普拉斯运算与格林定理
拉普拉斯运算:



矢量拉普拉斯计算似乎有个口诀来着——”叉积^2 = 梯散 - 双旋“
格林定理:


格林公式的形象解释
假设你有一个区域 V,这个区域是被一个曲面 S 包围的。你可以把 V 想象成一块被一个气球包住的水,而 S 就是这个气球的表面。现在,在这个区域 V 里面有两个场,分别叫 和 ,它们表示某种在区域中的“量”在空间中是如何分布的。比如, 可以代表温度, 可以代表压力。
格林定理告诉我们,想要在整个区域 V 里计算某些量时,可以将计算转化到区域的表面 S 上去,这样计算就变得简单了。定理中的公式涉及一些微分和积分的符号,表面上看起来有些复杂,但它们的核心思想其实就是“将一个区域内的变化,转化为这个区域边界上的变化”。

亥姆霍兹定理
第二章:
电荷密度、电流密度、电荷守恒
电荷体密度、面密度、线密度



电流与电流密度

体电流密度(电流密度矢量):

体电流密度(电流密度矢量)是有方向的。电流的密度和电荷的密度有所不同,它们针对的量度是不一样的,体电流密度是针对面而言的,面电流密度是针对线而言的。
面电流矢量:

电荷守恒定律

上面最后的公式要注意,是恒定电流才有散度为 0 的特点,是无散场,无源场。
静电场

电荷电场强度公式:

电偶极子公式:

常见的电场强度公式:

散度和旋度:

磁场的安培力定律 & 恒定磁场的散度旋度




电介质





磁介质





传导特性



法拉第电磁感应定律
抄黄色高亮的公式。



位移电流
抄黄色高亮的公式。



麦克斯韦方程组及边界条件
微分形式

积分形式

媒质的本构关系



边界条件
