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tingjain

金虫 (小有名气)

[求助] 电磁力在能量方程中的表达 已有2人参与

电磁力的表达式是 电荷密度 (ρ)乘上 电场强度 (E),是个体积力,在动量方程中的表达如附件中的上面那个方程,那么在能量方程(附件中的下面那个方程)中的表达是怎么样的呢?
翻了翻传递现象的书好像是说电磁能量就是按照焦耳定律,电流的平方除上电阻,我自己肤浅的想想,觉得是不是应该还有另外的表达形式的,应该也是跟ρE有关系的吧?
理论基础太差了,求指导!电磁力在能量方程中的表达是怎么样的?

电磁力在能量方程中的表达
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tingjain

金虫 (小有名气)

有没有人知道啊
2楼2014-11-01 19:51:34
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ...
感谢参与,应助指数 +1
tingjain: 金币+80, ★★★很有帮助, 十分感激!! 2014-11-02 09:42:42
1  电磁力 F = J X B+ρ E 有两部分, 其中 F = J X B 是 Lorentz力,ρ E 是作用在电荷上的力。
2  电磁能量方程里  电磁力是不出现的。出现的项是 (1)电流在电场下的做功 (2) 电流消耗 (Joule heating) (3)电磁能量变化 (4) Poynting 矢量 表示的电磁能量传递; 表示电流在电场下的做功转换为 焦耳加热、电能和磁能增加,以及电磁能量传递; 电磁能量方程是由Maxwell 方程组推出的
3  你列出的方程 我看不懂, Vz是什么? Pz是什么? 从哪里来的? 我想这是你得不到反馈的主要原因
3楼2014-11-01 21:44:42
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tingjain

金虫 (小有名气)

引用回帖:
3楼: Originally posted by pippi6 at 2014-11-01 21:44:42
1  电磁力 F = J X B+ρ E 有两部分, 其中 F = J X B 是 Lorentz力,ρ E 是作用在电荷上的力。
2  电磁能量方程里  电磁力是不出现的。出现的项是 (1)电流在电场下的做功 (2) 电流消耗 (Joule heating) ( ...

十分感激!!Vz是表示z方向的速度,Pz是表示z方向的压降。这个上面那个方程是经典的动量方程+电磁力项,下面那个方程是能量方程,我表达的不太清楚。
那个。。。我是学化工的,所以关于这些基础的也不太懂,你能跟我解释一下为啥电磁力是不出现的吗?
关于(1)(2)(3)(4)这几项,能不能麻烦甩几个链接或者参考文献过来,我学习一下?
谢谢!
4楼2014-11-02 09:51:37
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

引用回帖:
4楼: Originally posted by tingjain at 2014-11-02 09:51:37
十分感激!!Vz是表示z方向的速度,Pz是表示z方向的压降。这个上面那个方程是经典的动量方程+电磁力项,下面那个方程是能量方程,我表达的不太清楚。
那个。。。我是学化工的,所以关于这些基础的也不太懂,你能跟 ...

我明白了,你是在想力学里的能量方程。这时,电磁力可以出现。但是,那是力学的能量方程,并非电磁学的能量方程。在力学的能量方程中, 力做功转换为动能和内能,所以牵扯到速度和压力。但是,在纯粹的电磁学环境下,介质是不动的,而且基本上就是真空。所以电磁能不能转化为动能和内能。但是,比如如果是有导电流体存在,像MHD,那么电磁力亦会出现在能量方程里。那时就有了电磁能量和动能、内能的交换。所以,某种意义上你是对的,即如果有可运动的电磁流体(比如等离子体), 电磁力会耦合到能量方程里。

关于经典的电磁能量方程,在经典的电动力学教科书中都能找到,比如 Jackson 的 Classical Electrodynamics 或者 郭硕鸿的“电动力学” 都有。我只有纸质版的,在网上应该能找到
5楼2014-11-02 12:36:25
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tingjain

金虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by pippi6 at 2014-11-02 12:36:25
我明白了,你是在想力学里的能量方程。这时,电磁力可以出现。但是,那是力学的能量方程,并非电磁学的能量方程。在力学的能量方程中, 力做功转换为动能和内能,所以牵扯到速度和压力。但是,在纯粹的电磁学环境下 ...

谢谢!原来还有力学里的能量方程,电磁学的能量方程,我以为能量方程就只有一个呢。。。
我想的就是力学里的能量方程,你说如果有可运动的电磁流体,电磁力会耦合到能量方程里,那你知道那一项的表达式是怎么样的吗?或者哪里可以查到?我查了一些文献都没有找到。
6楼2014-11-02 13:10:29
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sciencejoy

新虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
tingjain: 金币+10, 有帮助, 十分感谢 2014-11-02 14:14:01
引用回帖:
6楼: Originally posted by tingjain at 2014-11-02 13:10:29
谢谢!原来还有力学里的能量方程,电磁学的能量方程,我以为能量方程就只有一个呢。。。
我想的就是力学里的能量方程,你说如果有可运动的电磁流体,电磁力会耦合到能量方程里,那你知道那一项的表达式是怎么样的 ...

能量方程里的电磁项是电场强度矢量点乘电流密度矢量
7楼2014-11-02 13:47:40
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tingjain

金虫 (小有名气)

引用回帖:
7楼: Originally posted by sciencejoy at 2014-11-02 13:47:40
能量方程里的电磁项是电场强度矢量点乘电流密度矢量...

谢谢!那不是跟动量方程里面的一样?应该是有点区别的吧?
你是那边看到说“能量方程里的电磁项是电场强度矢量点乘电流密度矢量”的啊?我去看看
8楼2014-11-02 14:13:43
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

实际上,电磁学里的能量方程并非一个独立的方程(力学的能量方程亦是如此),是可以由Maxwell方程组导出的。这和热力学的能量方程不太一样。E . J 其实就是所谓的Joule heating,因为用到了Ohm定律。但是,如果介质有速度u,Ohm 定律 是 sigma (E+uXB)=J,所以就耦合上了速度u。这在通常的Poynting 定理(电磁学能量方程)没有处理。楼主实际上问了一个很有意思的问题,即如果并没有电流消耗(焦耳热),只有电磁力做功,那么电磁能量和机械能是如何转换的?这一点在Poynting 定理没有反应出来。一个典型的例子是电机,电能转化为机械能这个现象并未在电磁学能量方程中体现出来。

应该注意的是,这些讨论都只有理论理解的意义,即理解电磁能量是如何转换为机械能的。但是对过程的控制和描述并不需要能量方程。
9楼2014-11-02 18:40:34
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tingjain

金虫 (小有名气)

引用回帖:
9楼: Originally posted by pippi6 at 2014-11-02 18:40:34
实际上,电磁学里的能量方程并非一个独立的方程(力学的能量方程亦是如此),是可以由Maxwell方程组导出的。这和热力学的能量方程不太一样。E . J 其实就是所谓的Joule heating,因为用到了Ohm定律。但是,如果介质 ...

你讲的好深奥,根据你的意思,我理解的是,在力学的能量方程里面,电磁力项是零?
10楼2014-11-02 19:11:35
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