1、問題的提出
對于穩(wěn)恒電流,安培環(huán)路定理可寫為
即磁場強(qiáng)度矢量沿任意閉合路徑的線積分等于該閉合回路所包圍的傳導(dǎo)電流的總和。由于傳導(dǎo)電流的連續(xù)性,在以曲線為邊線的任意兩個曲面 穿過的電流i相等。若把安培環(huán)路定理應(yīng)用于含有電容器的非穩(wěn)恒電路中,有
對面
對面
在穿過以曲線為邊線的任意兩個曲面的電流不相等。說明在非穩(wěn)恒情況下,安培環(huán)路定理原來的形式已不再適用,必須加以修改。麥克斯韋根據(jù)電場與磁場的相似性,推廣了安培環(huán)路定理,提出了位移電流假說,解決了上述矛盾。
2、位移電流假說
在非穩(wěn)恒條件下,根據(jù)電荷守恒定律,單位時間內(nèi)由 面流出的電量應(yīng)等于 面內(nèi)的電量減少,即
由介質(zhì)中的高斯定理
得
即
式中為傳導(dǎo)電流密度,麥克斯韋將 定義為位移電流密度,用 表示,即
可見,位移電流就是變化的電場。而
上式左邊表示流入閉合面的傳導(dǎo)電流,右邊表示流出閉合面的位移電流。且