分享一个CST建模过程中遇到的小错误

大家好，今天来谈一谈伟大的麦克斯韦方程组。麦克斯韦方程组有很多表现形式。当然小编能力有限目前只理解了麦克斯韦方程组的积分形式。但是对我们电磁兼容性仿真已经足够了。小编今天想用通俗易懂的语言来谈一谈，如有说得不好的地方欢迎指正。谢谢。小编一直想写这个话题很久了，但是也犹豫了很久。那么小编为什么想写这个话题呢？麦克斯韦方程组在我们的电磁兼容性仿真有哪些实质性的应用呢？其实小编近一年参加包括达索系统全国用户大会，汽车学会电磁兼容性研讨会以及南航的讲座，都展示和强调两点：（1）电磁兼容性仿真人一定要懂麦克斯韦方程组（2）在做传导发射电流法时需要用到电流探头的设计，电流探头的设计需要用到麦克斯韦方程组其中两个公式，第一，法拉第电磁感应定律，第二，安培环路定理。如图：那么小编为什么一直很犹豫呢？运营公众号已经九个月了直到今天才写。小编一个普通本科院校毕业，而且本科阶段学的电科。没有接受过正规的电磁场课程教育。完全是自己胡乱摸索。担心写出来的文章不好，内容浅薄对于大家帮助有限。其实关注小编公众号的不乏不少名校毕业生，行业大咖甚至高校导师和教授。小编有点班门弄斧的意思。好吧，我们直入主题。篇幅有限这里就不介绍电场和磁场的概念和关系了，网上可以搜得到。众所周知，麦克斯韦方程组乃是由四个方程共同组成的：（1）高斯定律（2）高斯磁定律（3）法拉第电磁感应定律（4）安培定律。1.电场高斯定律。如图，一个闭合曲线包裹着电荷，包裹的电荷越多是不是电场越强，此时穿过闭合曲面的电场根数就越多如箭头所示，那么这个面的电通量就会越大。所以麦克斯韦就想一个闭合曲面的电通量取决于它内部包含多少电荷。于是他就写出了第一个式子：在一个闭合曲面的上的电场的通量，也就是对曲面电场总量做面积分。它等于包围的电荷量除以真空介电常数。公式如下：2.磁场高斯定律。如图，我们在空间上任意取一个闭合曲面，这里我取了三个闭合曲面。不管怎么取每一根磁感线总是即穿过闭合曲面又穿出闭合曲面。所以这个闭合曲面的磁通量就是0.所以第二个式子可以写成：一个闭合曲面的磁通量等于0该定律表明，磁单极子实际上并不存在。所以，没有孤立磁荷，磁场线没有初始点，也没有终止点。磁场是一种无源场。3.法拉第感应定律。简而言之该定律解释如何磁生电。当时法拉第有这样一个结论：磁铁往下运动的时候在导体板上会产生电流，如图。麦克斯韦解释一下为什么会产生电流？因为磁铁会产生磁场。向下运动的过程中磁场会变大，磁场变大就会产生电流。因为电流是电荷运动产生的，电荷为什么运动是因为有电场。所以麦克斯韦说电场有一种产生方式是：磁场变化时，磁场内的导体就是产生电场。所以第三个公式法拉第电磁感应定律公式意思是：在闭合曲线上我们对电场做路径积分它等于磁通量对时间的变化率。如公式：4.安培定律：该定律阐明，磁场可以用两种方法生成：一种是靠传导电流，另一种是靠时变电场，或称位移电流。麦克斯韦想啊，竟然磁场的变化可以产生电场，那么电场能不能产生磁场。当时根据前人的实验，电流是可以产生磁场的，麦克斯韦就想变化的电场是否能产生磁场。所以他尝试写出第四个式子：磁场沿闭合路径的路径积分等于什么呢？首先看闭合路径有没有电流，有电流就能产生磁场就是μ­0*I，没有电流看看有没有变化的电场，变化的的电场可以产生磁场。所以麦克斯韦自创的安培定理写为：这个公式的意思是：电流会产生磁场，电场通量对时间的变化率也可以产生磁场。麦克斯韦通过麦克斯韦方程组最后计算出电磁波的速度：这个值等于3*10^8m/s,我们发现电磁波的速度是不是跟光速一样，所以麦克斯韦预测光也是一种电磁波。来源：CST电磁兼容性仿真