摘 要: 围绕电磁力问题，研究电磁力的计算方法。在库仑力、洛仑兹力基本的方法之上，着重运用虚功原理、电磁势函数以及电磁场应力张量等，扩展电磁力的计算方法，给出应用实例。71178

毕业论文关键词:电磁力，计算方法，虚功原理，势函数，电磁场应力张量

Abstract: Rounding the issues of electromagnetic force, the methods of calculating electromagnetic force are investigated. Based on the Coulomb force and the Lorentz force formula, the computational methods for the electromagnetic force are extended to the method of the principle of virtual work, the electromagnetic potentials function and the electromagnetic field stress tensor, emphatically. Some practical examples are given.

Key words: electromagnetic force；calculation method；principle of virtual work；potential function；electromagnetic stress tensor

目  录

1.引言 1

2.电磁力的常见与基本计算方法 1

2.1 库仑力公式 1

2.2 洛仑兹力公式 2

3.电磁力的扩展计算方法 2

3.1 虚功原理法 2

3.1.1 带电体系在外电场中的受力计算 2

3.1.2 载流体系在外磁场中的受力计算 5

3.2 势函数法 7

3.2.1 稳恒电场的电力 7

3.2.1.1电标势法 8

3.2.1.2电矢势法 8

3.2.2稳恒磁场的磁力 8

3.2.2.1 磁标势法 9

3.2.2.2 磁矢势法 9

3.3 应力张量法 11

结语 14

参考文献 15

致 谢 16

1. 引言

电荷和电流能够在空间激发电磁场，乃至时变的电磁场能够相互激发形成电磁波，支配电磁场内在运动规律的是麦克斯韦方程组。另一方面，置于电磁场中的电荷体、电流体将受到电磁场的作用，即电磁场对电荷电流施加电磁力的作用，其基本表现为洛仑兹力。电磁力与万有引力、弱相互作用力、强相互作用力并称为自然界的四种基本力。在电磁理论中，我们就是借助于电磁力来定义和描述电磁场的，例如，电场强度的定义，就是单位正试探电荷在电场中所受的电场力；磁场强度的定义有时用安培力 定义，有时用洛仑兹磁力 定义，场量是矢量，需分别明确其大小与方向。此外，在现代科技领域、实际生产与建设中以及人们现代生活等各方面，电磁力的应用十分广泛，例如几乎所有的电动机都是靠电磁力驱动，因此掌握电磁力的应用是十分重要的，而电磁力的计算是电磁力的基础，研究电磁力的计算方法对于电磁力的理解与应用有着十分重要的意义[1,2]。论文网

本文先给出库仑力公式、洛仑兹力公式等，说明电磁力的常见计算方法的基础，然后着重扩展电磁力的计算方法。利用虚功原理法研究带电体系在外电场中的受力计算以及载流体系在外磁场中的受力计算；从电矢势、电标势两个方面研究了用势函数法计算稳恒电场的电力以及稳恒磁场的磁力；最后，利用电磁场应力张量计算电磁力。