工程電磁場(chǎng)導(dǎo)論第一章(已修改)
2025-09-04 11:15 本頁(yè)面
【正文】 第 一 章 靜 電 場(chǎng) 第一章 靜電場(chǎng) Steady Electric Field 下 頁(yè) 1. 靜電場(chǎng)的基本物理量 3. 靜電場(chǎng)的基本計(jì)算方法 ? 重點(diǎn)： 2. 靜電場(chǎng)的基本方程、邊界條件 上 頁(yè) 第 一 章 靜 電 場(chǎng) 靜電場(chǎng) 下 頁(yè) 上 頁(yè) 相對(duì)觀察者靜止且量值不隨時(shí)間變化的電荷 靜電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。 靜電荷 電場(chǎng) 電荷周圍存在的一種特殊形式的物質(zhì)，它對(duì)外的表現(xiàn)是對(duì)引入電場(chǎng)的電荷有機(jī)械力的作用。 第 一 章 靜 電 場(chǎng) Electric Field Intensity 電場(chǎng)強(qiáng)度 下 頁(yè) 上 頁(yè) 研究一個(gè)矢量場(chǎng)，首先必須研究場(chǎng)的基本物理量，對(duì)于電場(chǎng)來(lái)說(shuō)就是電場(chǎng)強(qiáng)度。 1. 電荷和電荷密度 電荷 + 滿足電荷守恒定律 C.1819102461106 0 21e???? ?第 一 章 靜 電 場(chǎng) 下 頁(yè) 上 頁(yè) ① 體電荷密度 ? 39。39。0V39。ddΔΔlim)r(39。 VqVq ?????連續(xù)分布在一個(gè)體積 V內(nèi)的電荷 體電荷的電場(chǎng) Vq ?? dd ?體積 dV’內(nèi)的元電荷 體積 V39。內(nèi)的總電荷 Vd V ?? ? ? ?q第 一 章 靜 電 場(chǎng) 下 頁(yè) 上 頁(yè) ② 面電荷密度 ? 0Δ d( ) l imΔ dSqqrSS? ???? ?? ??連續(xù)分布在一個(gè)忽略厚度的面積 S39。上的電荷 Sq ?? dd ?面積 dS39。內(nèi)的元電荷 面積 S39。內(nèi)的總電荷 Sq ?? ??S d ?③ 線電荷密度 ? 連續(xù)分布在一個(gè)忽略面積的線形區(qū)域 l39。上的電荷 0Δ d( ) l imΔ dlqqrll? ???? ?? ??第 一 章 靜 電 場(chǎng) 下 頁(yè) 上 頁(yè) lq ?? dd ?dl39。內(nèi)的元電荷 曲線 l39。內(nèi)的總電荷 lq ?? ? ?S d ?④ 點(diǎn)電荷 理想中的點(diǎn)電荷只有幾何位置而沒(méi)有幾何大小。 第 一 章 靜 電 場(chǎng) 2. 庫(kù)侖定律 (Coulomb’s Low) 21202121 π4 Rqq eF ???N (牛頓 ) 1221 FF ?? 兩點(diǎn)電荷間的作用力 庫(kù)侖定律研究的是均勻媒質(zhì)中的點(diǎn)電荷問(wèn)題 真空中的介電常數(shù) 120 108 .8 5 ???εF/m 下 頁(yè) 上 頁(yè) 庫(kù)侖定律是基本試驗(yàn)定律，準(zhǔn)確性達(dá) 109。 注意 第 一 章 靜 電 場(chǎng) 2. 電場(chǎng)強(qiáng)度 ( Electric Intensity ) tq qzyxzyxt),(),( lim0FE??V/m ( N/C ) 電場(chǎng)強(qiáng)度 E 等于單位正電荷所受的電場(chǎng)力 F 下 頁(yè) 上 頁(yè) ① 電場(chǎng)強(qiáng)度的定義 E是矢量，它的方向?yàn)閱挝徽姾伤茈妶?chǎng)力的方向。 E是空間坐標(biāo)的函數(shù)。 E的大小等于單位正電荷所受電場(chǎng)力的大小。單位 V/m。 表明 第 一 章 靜 電 場(chǎng) 由庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可得單個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度 tt2 20 0( ) q V / m4 π 4 πp R RtqqqrRqR ? ?? ? ?FE e e39。39。39。π4)( 20 rrrrrrrE??????qp)39。(39。π4 30rrrr????q點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 一般表達(dá)式為： 下 頁(yè) 上 頁(yè) ② 疊加原理 第 一 章 靜 電 場(chǎng) N個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度 ( 矢量疊加原理 ) kNk kknRqEEEerE???????12021π41 )(??矢量疊加原理 ?? ????? Nk kkkq130)(π41rrrr?下 頁(yè) 上 頁(yè) 連續(xù)分布電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度 20d( ) V / m4 πpRqrR?? ?Ee第 一 章 靜 電 場(chǎng) RRq eE20π4dd??體電荷的電場(chǎng) 元電荷產(chǎn)生的電場(chǎng) Sd? ld?Vq dd ?? ， ， 下 頁(yè) 上 頁(yè) 122110 1 k 2V34k 3 k 4VV1d( ) [4
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