恒定電流的磁場(doc14)-經(jīng)營管理(編輯修改稿)
2024-09-20 09:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 物理意義：電位是單位正電荷的勢能。 3）電位比電場易測量。 2 電位定義 ：前提是旋度為零。 任何標量梯度的旋度恒等于零： 0???? ? （梯度的物理解釋：最陡） 因此只要讓 ????E? 靜電場的旋度方程自然滿足。 3 電位的物理意義： 任意一點 A的電位等于把單位正電荷從該點移到電位參考點 P（零電位點）電場力所做的功，也就是外力克服電場力把單位正電荷從電位參考點（零電位點）移到該點所做的功。數(shù)值上也就是單位正電荷所具有的勢能。 ? ? ?? ?? ????????????????? PA AP AP APAPA PAPAAP dldldldEldEqldFW ?????? ???????? 上式結(jié)果與 A點到 P 點的具體路徑無關(guān)，這 是因為 大量管理資料下載 ? ?????? A M P N AA N PA M PA N PA M P ldEWWWW 0?? A M N P 所以 ANPAMP WW ? 因此我們才可以說（在靜電場條件下）電位是單位正電荷的勢能。勢能本身就意味著它只與狀態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)。 4 電位參考點的選擇： 1）電荷在有限區(qū)域，無窮遠點為參考點。 2）電荷分布到無窮遠，在有限區(qū)域任選一點作參考點。 3）同一問題，參考點應(yīng)該統(tǒng)一。 4）參考點的選擇不會影響電場，電場只與電位差有關(guān)，絕對電位沒有意義，只有電位差才有意義。 5 電位的計 算： 1）點電荷情況。 2）電荷系情況：疊加原理成立，求和。 3）求和變?yōu)榉e分。 例 37 頁圖 167。 電位方程－泊松方程 1 前面我們只涉及已知電荷求電場或電位，但實際情況往往是電荷的分布不知道，只知道導體上的相對電位，電位方程滿足這個要求（推導參考教科書 39 頁）。 泊松方程 ??? ???2 在無源區(qū)， 0?? ，變?yōu)槔绽狗匠? 02 ??? 167。 靜電場的邊界條件 1 單獨的微分方程只能給出含有未知常數(shù)的通解。只有加上邊界條件，才能給出唯一確定的特解 2 邊界條件 電場強度 0)( 21 ??? EEn ??? 電位移矢量 ?????? 0)( 21 sDDn ???? 電位，（電場為電位的梯度，不能無限大。該條件與電場強度的邊界條件等效，教科書 41頁） 21 ??? 電位移矢量邊界條件的電位形式 ????????? 02211 snn ????? 3 特定情況：兩邊都是電介質(zhì)，折射定律（參考教科書 41 頁） 4 特定情況：一邊導體，一邊電介質(zhì)。 1） 靜電場中的導體（動態(tài)）：當導體受到外電場作用時，導體自由電子移動到導體表面， 大量管理資料下載 由此產(chǎn)生的附加電場與原來的外加電場抵消，使得導體內(nèi)部總電場為零，進而自由電子不再移動（靜電場定義要求） 2） 靜電場中的導體（靜態(tài)）：內(nèi)部 電場為零，導體為等位體，導體表面為等位面，自由電荷集聚在表面，形成面電荷分布。 3） 邊界條件： sntDE ???0 電力線象直立的頭發(fā)，科學館的例子 5 邊值問題求解的一般過程： 1）選取坐標系：盡量要坐標面與等位面重合或平行。 2）寫出方程的通解，如果有幾種媒質(zhì)，要分區(qū)寫出通解。 3）根據(jù)邊界條件確定通解中的積分常數(shù)，給出特解。 4）如果求解區(qū)域至無窮遠，無窮遠也是邊界之一。 教科書 42 頁例 167。 電容 1 電容的物理意義：電容是儲藏電場能量的度量。 2 電容 的分類（導體數(shù)目） 1） 單導體： ?/QC? 凈電荷與導體電位的比（無窮遠為電位參考點） 2） 雙導體： UQC /? 3） 多導體：相當于電路中的多個電容器的網(wǎng)絡(luò)（教科書 45 到 51 頁） 167。 電場的能量 1 某種電荷分布情況下電場的能量等于把這些電荷從無窮遠處移來建立起這種分布外力所作的功（其它形式的勢能也可按此法計算）。這個過程實際就是充電。 2 充電方式：所有導體的電荷按同樣的比例同步增加。 起始狀態(tài)： n個導體的電荷都為零，電位也為零 終了狀態(tài)： n個導體的電荷為 nqqq , 21 ? ，電位為 n??? , 21 ? 充電過程： n 個導體的電荷為 nqqq ??? , 21 ? ，電位為 n?????? , 21 ? ，充電就是 ? 從0變到 1的過程。在這過程中， ??? dqdqdq n, 21 ? 的微量電荷從無窮遠慢慢地加到各個導體上。微量－是為了不破壞原來的電荷（場）分布，慢慢－是為了不涉及動能，這樣把 ?dqk從 無窮遠慢慢地加到導體 k 外力克服電場力作的功為 ??? dqkk 每個導體都增加同比例的微量電荷作的功為 ??? dqdA kknk??? 1 整個充電過程作的功為 大
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