恒定電流的磁場(chǎng)(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(jiǎn)介】 物理意義：電位是單位正電荷的勢(shì)能。 3）電位比電場(chǎng)易測(cè)量。 2 電位定義 ：前提是旋度為零。 任何標(biāo)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(chǎng)的旋度方程自然滿足。 3 電位的物理意義： 任意一點(diǎn) A的電位等于把單位正電荷從該點(diǎn)移到電位參考點(diǎn) P（零電位點(diǎn)）電場(chǎng)力所做的功，也就是外力克服電場(chǎng)力把單位正電荷從電位參考點(diǎn)（零電位點(diǎn)）移到該點(diǎn)所做的功。數(shù)值上也就是單位正電荷所具有的勢(shì)能。 ? ? ?? ?? ????????????????? PA AP AP APAPA PAPAAP dldldldEldEqldFW ?????? ???????? 上式結(jié)果與 A點(diǎn)到 P 點(diǎn)的具體路徑無關(guān)，這 是因?yàn)? 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(chǎng)條件下）電位是單位正電荷的勢(shì)能。勢(shì)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(diǎn)的選擇： 1）電荷在有限區(qū)域，無窮遠(yuǎn)點(diǎn)為參考點(diǎn)。 2）電荷分布到無窮遠(yuǎn)，在有限區(qū)域任選一點(diǎn)作參考點(diǎn)。 3）同一問題，參考點(diǎn)應(yīng)該統(tǒng)一。 4）參考點(diǎn)的選擇不會(huì)影響電場(chǎng)，電場(chǎng)只與電位差有關(guān)，絕對(duì)電位沒有意義，只有電位差才有意義。 5 電位的計(jì) 算： 1）點(diǎn)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(chǎng)或電位，但實(shí)際情況往往是電荷的分布不知道，只知道導(dǎo)體上的相對(duì)電位，電位方程滿足這個(gè)要求（推導(dǎo)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(chǎng)的邊界條件 1 單獨(dú)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(chǎng)強(qiáng)度 0)( 21 ??? EEn ??? 電位移矢量 ?????? 0)( 21 sDDn ???? 電位，（電場(chǎng)為電位的梯度，不能無限大。該條件與電場(chǎng)強(qiáng)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(dǎo)體，一邊電介質(zhì)。 1） 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體（動(dòng)態(tài)）：當(dāng)導(dǎo)體受到外電場(chǎng)作用時(shí)，導(dǎo)體自由電子移動(dòng)到導(dǎo)體表面， 大量管理資料下載 由此產(chǎn)生的附加電場(chǎng)與原來的外加電場(chǎng)抵消，使得導(dǎo)體內(nèi)部總電場(chǎng)為零，進(jìn)而自由電子不再移動(dòng)（靜電場(chǎng)定義要求） 2） 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體（靜態(tài)）：內(nèi)部 電場(chǎng)為零，導(dǎo)體為等位體，導(dǎo)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(xué)館的例子 5 邊值問題求解的一般過程： 1）選取坐標(biāo)系：盡量要坐標(biāo)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(yuǎn)，無窮遠(yuǎn)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(chǔ)藏電場(chǎng)能量的度量。 2 電容 的分類（導(dǎo)體數(shù)目） 1） 單導(dǎo)體： ?/QC? 凈電荷與導(dǎo)體電位的比（無窮遠(yuǎn)為電位參考點(diǎn)） 2） 雙導(dǎo)體： UQC /? 3） 多導(dǎo)體：相當(dāng)于電路中的多個(gè)電容器的網(wǎng)絡(luò)（教科書 45 到 51 頁） 167。 電場(chǎng)的能量 1 某種電荷分布情況下電場(chǎng)的能量等于把這些電荷從無窮遠(yuǎn)處移來建立起這種分布外力所作的功（其它形式的勢(shì)能也可按此法計(jì)算）。這個(gè)過程實(shí)際就是充電。 2 充電方式：所有導(dǎo)體的電荷按同樣的比例同步增加。 起始狀態(tài)： n個(gè)導(dǎo)體的電荷都為零，電位也為零 終了狀態(tài)： n個(gè)導(dǎo)體的電荷為 nqqq , 21 ? ，電位為 n??? , 21 ? 充電過程： n 個(gè)導(dǎo)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(yuǎn)慢慢地加到各個(gè)導(dǎo)體上。微量－是為了不破壞原來的電荷（場(chǎng)）分布，慢慢－是為了不涉及動(dòng)能，這樣把 ?dqk從 無窮遠(yuǎn)慢慢地加到導(dǎo)體 k 外力克服電場(chǎng)力作的功為 ??? dqkk 每個(gè)導(dǎo)體都增加同比例的微量電荷作的功為 ??? dqdA kknk??? 1 整個(gè)充電過程作的功為 大
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