導體與電介質白ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 15:27 本頁面
【文章內容簡介】 時 + + E P P E 下頁 上頁 結束 返回 二 .描述極化強弱的物理量 極化強度 ? ????SSPq ?? d電偶極子排列的有序程度反映介質被極化的程度 VpP ii??? ??lim定義 : 單位 (Cm2) pi 每個分子的電偶極矩 P 下頁 上頁 結束 返回 可證明： nP ???? ?? 介質外法線方向 n?極化電荷面密度等于電極化強度法向分量 . 三 .電介質的極化規(guī)律 介質中的電場由自由電荷 q與極化電荷 q39。共同產生 ,所以有電介質時 EP ?? 0??? ?稱為 介質的電極化率 ?是 無量綱的純數與場強 E 無關 下頁 上頁 結束 返回 四 .有電介質時的高斯定理 實驗表明 :對 各向同性線性電介質 01()SE d S q q??? ? ? ??0()S E P d S q? ? ? ??以 代入上式得 dSq P S? ? ? ?? ?下頁 上頁 結束 返回 定義電位移矢量 PED ??? ?? 0?則有 S D d S q???—— 有介質時的高斯定理 在靜電場中 ,通過任意閉合曲面的電位移通量等于閉合曲面內自由電荷的代數和 . 說明 : (1) D是輔助物理量 , E才是真實物理量 . (2) D是一個包含了場與介質極化兩種性質的量 . (3) D線只由自由電荷決定 . 下頁 上頁 結束 返回 令 1r????εr稱為介質的相對介電常數 . 則 0 rD E E? ? ???在 各向同性線性介質中 EP ??0???00 ( 1 )D E P E? ? ?? ? ? ?故有 ε=ε0εr 稱為介質的介電常數 . 167。 電容 電容器 一 .孤立導體的電容 電容只與幾何因素和介質有關 單位 :法拉 F (SI) 孤立導體的電勢 U∝ Q UQC ?定義 : 1F = 106 ?F = 1012pF 下頁 上頁 結束 返回 例 1 求真空中孤立導體球的電容 (如圖 ) RQU04 ???R解：設球帶電為 Q 導體球電勢 固有的容電本領 UQC ?導體球電容 R04??? 介質 幾何 下頁 上頁 結束 返回 二 .電容器 設兩導體分別帶電量 Q和－ Q,其電勢差為 ?U 兩個帶等值異號電荷的導體構成的系統(tǒng)叫電容器 UQC??定義 041???R m9109 ??ER310?問題 欲得到 1F 的電容孤立導體球的半徑 R？ 由孤立導體球電容公式知 導體組的電容只由導體組的幾何條件和介質決定 設導體帶電 177。 Q E? ABU?UQC??電容的計算 平行板 d 球形 21 RR柱形 1R2R典型的電容器 下頁 上頁 結束 返回 B ? d E A +? S 面電荷密度 SQ??由高斯定理 兩板間場強為 SQE00 ??? ??兩板電勢差為 SQdEdlEUBAAB0d ????? ? ?? dSUQCAB0???所以 下頁 上頁 結束 返回 例 S,板間距離 d,電勢差為 t ,相對介電常數為 εr的電介質 .試求 :(1)極板上的電量 Q。(2)兩極板間的電位移 D和E。(3)電容器的電容 . 解 :(1)設極板帶電 ,在平行于帶電面的平面上場強相等 ,場強方向垂直于帶電面 . 下頁 上頁 結束 返回 +Q Q t d 作如圖 柱形高斯面 ,其底面積為 ΔS, S D d S D S???而 qS?? ? ?所以 ,無論是介質還是真空中 /D Q S???100DQES????在真空間隙中 在介質中 200rrDQES? ? ? ???D ?S 則 llU E d l E d l????1 2 1 ()E h E t E d h t? ? ? ? ?下頁 上頁 結束 返回 12()E
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