靜電場中的電介質(zhì)(6)-wenkub
2023-05-15 18:17:39 本頁面
【正文】 w V E V?????36 [例 103] 一球形電容器，帶電量為 Q，內(nèi)外球的半徑分別為 R1和 R2,兩球間充滿相對介電常量為 ?r的電介質(zhì)，求其所儲存的電能。1 ＋ ?39?，F(xiàn)將一半空間充以相對介電常量 ?r=5的電介質(zhì)，求板間電壓及介質(zhì)上下表面的束縛電荷密度。 r ErPe? ? ?于是 2 ( 1 )4 rrq R q???????? ? ? ?20 R q q39。在各向同性均勻介質(zhì)中為常數(shù)。1 第 10章 靜電場中的電介質(zhì) Dielectrics in Electrostatic Field 主要內(nèi)容 ? 電介質(zhì)對電場的影響 ? 電介質(zhì)及其極化 ? 的高斯定律 ? 電容器與電容 ? 電容器的能量 D?2 電介質(zhì)對電場的影響 Dielectrics infection to Electrostatic Field 電介質(zhì) —— 絕緣體 (無自由電荷 ) r0?EE ?0r1 UU??放入電介質(zhì)后 1r ??相對介電常量（ 相對 電容率） 介電常量 (電容率 ) r0??? ?3 電介質(zhì)及其極化 Dielectrics and polarization 0E?(外電場 ) 一、介質(zhì)的極化 (polarization) —— 在外電場作用下，介質(zhì)表面感生出束縛 (極化 )電荷的現(xiàn)象． + + + E?端面 —— “ 束縛電荷 ”或 “ 極化電荷 ” 。 E9 3. 介質(zhì)的擊穿 (dielectric breakdown) —— 外電場很強時 ,大量分子離解 ,介質(zhì)變 成導(dǎo)體． 介電強度 (擊穿場強 )： 電介質(zhì)所能承受的最大場強 介 質(zhì) 介電強度 (106 V/m) 空氣 3 礦物油 15 瓷 6?20 玻璃 10?25 聚乙烯 50 10 二、介質(zhì)表面的束縛電荷 Pne+ + + + El?以非極性電介質(zhì)為例： 表面 dS 的 束縛電荷 ： dS q n q V dd? ? d n q S l c o s ??ddq P c o s S?? ?lnqpnP??? ??由 P c o s ??極化面電荷密度為極化強度 外法線 的分量 此結(jié)果也適用于極性電介質(zhì) ddqS???? nnP e P? ? ?11 三、封閉介質(zhì)面 S內(nèi)的束縛電荷 dou t sQS???? ?dSns Pe???介質(zhì) S Q180。 r E⑵ 的解法 2： 由于 q180。 + + + + + 解： 設(shè)金屬板面積為 S， 板間距為d,則未充介質(zhì)之前 000E ??? 00U E d?充介質(zhì)后 ， 如圖做封閉柱面為高斯曲面 11S D S D Sd ????11D ?? + + + + + + + + + + + + + + 1E 1D?s 2E 2D＋ ?1 + + +
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