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這題發現有2種解答... 想請教各位大大哪個才是正解? 題目 : 一根無限長的圓柱導體, 半徑為R, 有均勻電流I通過其截面, 求導體內任意位置的磁場 解法 : 取一半徑為r的圓形封閉路徑, 圓心在圓柱軸上. r < R之區域 第一種答案 - ∮B˙dl = μI ∮B˙dl = B 2πr ∵μI = 0 ∴B 2πr = 0 2π≠ 0 , r 為任意值 , 則 B = 0 這解法是將內磁場視為0, 但感覺就怪怪的... 這樣解有點像在算內電場@@... 電磁跟電場在導體內都為0嗎? 第二種答案 - ∮B˙dl = μI ∮B˙dl = B 2πr μI = μ∫J˙da = μ∫( I / πR^2 ) da = μ × I / πR^2 ×πr^2 = μI ( r^2 / R^2 ) B 2πr = μI ( r^2 / R^2 ) B = μIr / 2πR^2 B向量 = φ μIr / 2πR^2 這就跟導體外的磁場算法一樣了 高斯是在均勻對稱的條件下使用 磁場好像並非這樣分佈... (所以才會用安培而不用高斯算) 但安培的定義卻又極像高斯@@ 封閉路徑內電流的淨值I乘以μ 這裡我觀念很模糊... 導體內的磁場雖然有密度之差 而電場則是在導體內皆為0 可是同樣是做封閉路徑... 磁場的封閉路徑內, 淨值會為0嗎? -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 114.41.175.171
bighte95016:第2種作法才是對的,磁場和電場原本就不同 05/10 13:47
bighte95016:電場高斯要以導體和非導體來分別做計算 05/10 13:48
bighte95016:若為導體,內部電場才為0,非導體則和安培作法類似 05/10 13:49
GeeDuTu:第一種完全錯誤 05/10 17:34
beerholic:如果是挖空的才為0 05/11 01:23
h04561523:所以說 對安培來講 導體跟非導體算法一樣嗎? 05/11 12:44
h04561523:導體跟非導體差在電荷是否分佈表面or均勻分布於內部 05/11 12:48
h04561523:而磁場好像就不用看電荷分部的? 05/11 12:50
h04561523:那導體只對於高斯條件內部為0 安培就無差別囉? 05/11 12:52
bighte95016:那是因為導體內部無電荷,所以取高斯曲面包不到電荷 05/11 13:20
bighte95016:當然為0,而安培定律則是取安培迴路,看所包圍的總電流 05/11 13:21
bighte95016:為多少來計算,而電流均勻分布在導體上是題目給的 05/11 13:22
bighte95016:所以才不為0 05/11 13:23
bighte95016:說錯..是均勻電流通過截面 05/11 13:24
> -------------------------------------------------------------------------- < 作者: GeeDuTu (雞督徒) 站內: TransPhys 標題: Re: [電磁] 安培定律 時間: Tue May 10 17:40:38 2011 ※ 引述《h04561523 (點點)》之銘言: : 這題發現有2種解答... 想請教各位大大哪個才是正解? : 題目 : : 一根無限長的圓柱導體, 半徑為R, 有均勻電流I通過其截面, : 求導體內任意位置的磁場 : 解法 : : 取一半徑為r的圓形封閉路徑, 圓心在圓柱軸上. r < R之區域 : 第一種答案 - : ∮B˙dl = μI : ∮B˙dl = B 2πr : ∵μI = 0 ∴B 2πr = 0 : 2π≠ 0 , r 為任意值 , 則 B = 0 : 這解法是將內磁場視為0, 但感覺就怪怪的... : 這樣解有點像在算內電場@@... : 電磁跟電場在導體內都為0嗎? 第一種答案完全錯誤。 導體內確實不會有電磁場,但是,那是指沒有電流的時候。 : 第二種答案 - : ∮B˙dl = μI : ∮B˙dl = B 2πr : μI = μ∫J˙da : = μ∫( I / πR^2 ) da : = μ × I / πR^2 ×πr^2 : = μI ( r^2 / R^2 ) : B 2πr = μI ( r^2 / R^2 ) : B = μIr / 2πR^2 : B向量 = φ μIr / 2πR^2 : 這就跟導體外的磁場算法一樣了 : 高斯是在均勻對稱的條件下使用 : 磁場好像並非這樣分佈... (所以才會用安培而不用高斯算) : 但安培的定義卻又極像高斯@@ 做個表寫出定義、比較差別。 分清楚什麼時候使用高斯和安培定律才能簡化計算 這兩個定律一定是對的,但不見得會讓你好算 : 封閉路徑內電流的淨值I乘以μ : 這裡我觀念很模糊... : 導體內的磁場雖然有密度之差 : 而電場則是在導體內皆為0 : 可是同樣是做封閉路徑... : 磁場的封閉路徑內, 淨值會為0嗎? 沒錯,這就是重點。 封閉路徑怎樣會是0? 是無旋度的保守場。 磁場不是保守場,封閉路徑算出來不會是0 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 120.107.174.102
h04561523:謝謝! 原來是電流和非保守場的關鍵呀! 05/11 12:37