电位移矢量如何理解物理意义(电位移矢量和电流密度的关系)

电位移矢量如何理解物理意义

电位移矢量：电位移矢量是在讨论静电场中存在电介质的情况下，电荷分布和电场强度的关系时引入的辅助矢量，即是一个用以描述电场的辅助物理量，用符号D表示；

电位移矢量的理解为电荷有两种，即自由电荷与感应电荷，电位移矢量表示的就是只有自由电荷产生的电场；

物理意义：通过任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合面所包围的自由电荷的代数和。

电位移矢量和电流密度的关系

电位移矢量和电流密度的关系：d是为了更加方便的描述电场而定义的物理量，电位移矢量是一个用以描述电场的辅助物理量，是矢量。因为物质有极化作用，是真空中的高斯定律修正。

d的通量指的是d对曲面的积分，可以狭隘的理解成d乘以s（面积）。所以应该是d对曲面的积分就是面内电荷的总量。

D=eE，这里e代表介电常数，是相对介电常数和真空介电常数的积，是个和物质有关的量，所以只要求E就行了，根据高斯定理E=d/（2e0），这里d为电荷面密度，e0为真空介电常数。

电流密度矢量

是描述电路中某点电流强弱和流动方向的物理量。其大小等于单位时间内通过某一单位面积的电量，方向向量为单位面积相应截面的法向量，指向由正电荷通过此截面的指向确定。

因为导线中不同点上与电流方向垂直的单位面积上流过的电流不同，为了描写每点的电流情况，有必要引入一个矢量场——电流密度J，即面电流密度。每点的J的方向定义为该点的正电荷运动方向，J的大小则定义为过点并与J垂直的单位面积上的电流。

加分求：电磁场物理意义？

电磁场 有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称 。随时间变化的电场产生磁场 ， 随时间变化的磁场产生电场，两者互为因果，形成电磁场。电磁场可由变速运动的带电粒子引起，也可由强弱变化的电流引起，不论原因如何，电磁场总是以光速向四周传播，形成电磁波。电磁场是电磁作用的媒递物，具有能量和动量，是物质存在的一种形式。电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。
电磁场与电磁波:
电磁场由近及远的传播形成电磁波
随时间变化着的电磁场。时变电磁场与静态的电场和磁场有显著的差别，出现一些由于时变而产生的效应。这些效应有重要的应用，并推动了电工技术的发展。
M.法拉第提出的电磁感应定律表明，磁场的变化要产生电场。这个电场与来源于库仑定律的电场不同，它可以推动电流在闭合导体回路中流动，即其环路积分可以不为零，成为感应电动势。现代大量应用的电力设备和发电机、变压器等都与电磁感应作用有紧密联系。由于这个作用。时变场中的大块导体内将产生涡流及趋肤效应。电工中感应加热、表面淬火、电磁屏蔽等，都是这些现象的直接应用。
继法拉第电磁感应定律之后，J.C.麦克斯韦提出了位移电流概念。电位移来源于电介质中的带电粒子在电场中受到电场力的作用。这些带电粒子虽然不能自由流动，但要发生原子尺度上的微小位移。麦克斯韦将这个名词推广到真空中的电场，并且认为；电位移随时间变化也要产生磁场，因而称一面积上电通量的时间变化率为位移电流,而电位移矢量D的时间导数（即дD/дt）为位移电流密度。它在安培环路定律中，除传导电流之外补充了位移电流的作用，从而总结出完整的电磁方程组，即著名的麦克斯韦方程组，描述了电磁场的分布变化规律。
电磁辐射麦克斯韦方程表明，不仅磁场的变化要产生电场，而且电场的变化也要产生磁场。时变场在这种相互作用下,产生电磁辐射,即为电磁波。这种电磁波从场源处以光速向周围传播，在空间各处按照距场源的远近有相应的时间滞后现象。电磁波还有一个重要特点，它的场矢量中有与场源至观察点间的距离成反比的分量。这些分量在空间传播时的衰减远较恒定场为小。按照坡印廷定理，电磁波在传播中携有能量，可以作为信息的载体。这就为无线电通信、广播、电视、遥感等技术开阔了道路。
似稳电磁场时变场中不同于静态场的上述一些现象，其显著程度都与频率的高低及设备的尺寸紧密相关。按照实际需要，在容许的近似范围内，对时变场的部分过程可以当作恒定场处理，称之为似稳电磁场或准静态场。这种方法使分析工作大为简化，在电工技术中是行之有效的方法，已为人们所广泛采用。
交变电磁场与瞬变电磁场时变电磁场还可以进一步分为周期变化的交变电磁场及非周期性变化的瞬变电磁场。对它们的研究在目的上和方法上有一些各自的特点。交变电磁场在单一频率的正弦式变化下，可采用复数表示以化简计算，在电力技术及连续波分析中应用甚多。瞬变电磁场又称脉冲电磁场，覆盖的频率很宽，介质或传输系统呈现出色散特性，往往需要采取频域、或时序展开等方法进行分析。
一项新研究发现，电脑、打印机及其他办公设备产生的“电子烟雾”(即电磁场、电磁辐射)，可能使员工置身于污染物和细菌水平更高的工作环境中。
由英国伦敦帝国理工大学完成的这项新研究，调查了在工作中因长时间使用电子设备而产生头痛等健康问题的员工。尽管老板们对此很不屑，但新研究表明，这些电磁场会
损害健康。
人们对“电子烟雾”可能对健康产生危害的担心由来已久。去年，英国牛津儿童癌症研究中心报告说，居住在距离高压线200米范围内的儿童罹患白血病的危险，比那些居住在距离高压线600米开外地区的孩子高69％。家电和办公设备产生的低压，也会产生同样的影响。
伦敦帝国理工大学的基思·牙米森，绘制出了典型办公室的电磁场图。他说：“电磁场对空气具有很大的影响，人们的皮肤和肺也会受到电磁场的影响。电磁场会增加人体内的毒素量，污染物的危险和感染的危险随之增加。”