導體電介質ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-02-10 15:32 本頁面
【文章內容簡介】 + + + + + + + + + + + 2. 有極分子的轉向極化 在外電場中有極分子的固有電矩要受到 一個力矩作用 + p e E 2. 有極分子的轉向極化 E M p = e 在外電場中有極分子的固有電矩要受到 一個力矩作用 + p e f f E 2. 有極分子的轉向極化 在此力矩作用下，使電矩方向轉向和外電場方 向一致。 + p e f f E M p = e E 2. 有極分子的轉向極化 E 外 加上外電場后，電矩受力矩作用而發(fā) 生轉向， + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + E 外 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 加上外電場后，電矩受力矩作用而發(fā) 生轉向， E 外 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 加上外電場后，電矩受力矩作用而發(fā) 生轉向，在介質左右兩端面上出現(xiàn)極化電荷。 研究板內的場 均勻極化 表面出現(xiàn)束縛電荷 內部的場由自由電荷和束縛電荷共同產生 EEE ??? ??? 0以平行板電容器為例 自由電荷面密度為 0?00 ?? ??? ???r?充滿相對介電常數(shù)為 的均勻各向同性線性電介質 r?0? 電介質中的電場強度 極化電荷與自由電荷的關系 E 0 E E = + E 0 E E = E 介質中的合場強 E 0 自由電荷的場強 E 極化電荷的場強 σ E = ε 0 矢量式 標量式 000 ???E自由電荷與極化電荷共同產生場 + + + + + + + + + + + + + + + + + d r?對于各向同性均勻介質，在外電場中被極化，極化電荷產生的場一般與外電場反向，使其減弱，但成比例關系： EE ????? 為極化率。 r?? ??1相對介電常數(shù) 相對介電常數(shù)描述了電介質在外電場中極化程度的大小。 電介質中的總場強與外電場間的關系可表述為： rEE?0?1各向同性線性電介質 isotropy linearity anisotropy .電介質的相對電容率（相對介電常數(shù)） 實驗表明，對于 各向同性線性電介質 ，極化后的電場強度和初始外電場成正比，比例系數(shù)與相對介電常數(shù) r?一般地，對于真空 1?r? 對于電介質 1?r?其値由電介質特性決定，因材料而異。 rEE?0?有關 r? 不再是常數(shù)，上式不成立 0rr39。 1 ?? ??)(1d 39。00SES???????EED ??? ??? ?? r0電位移矢量 （均勻各向同性介質） 0?0??39。??39。? + + + + + + + + + + + + + + + + + r?S電容率 r0??? ?r00d??QSES?????有介質 時的 高斯 定理 ?? ??iiS QSD 0d??167。 電位移矢量 ?D電位移矢量 electric displacement vector 量綱 ? ? ? ?? ???? PD ??單位 C/m2 各向同性線性介質 EED r ??? ??? ?? 0介質方程 1?r?介質相對電容率 ? ?D d S qSii? ?? ? 0的高斯定理 ?D自由電荷 介質中的高斯定理：在任何電場中，通過任意 一個閉合曲面的電位移通量等于該面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。 說明： D只是一個輔助量 解決有介質時，束縛電荷 q’一般未知情況下的場的求解問題。 D線與 E線不同。 D線：起始于正自由電荷，終止于負自由電荷。 E線：起始于一切正電荷（自由、束縛）， 終止于一切負電荷（自由、束縛） 。 D的通量僅與自由電荷有關。 而 E的通量不僅與自由電荷有關，且與束縛電荷有關。 在具有某種對稱性的情況下，可以首先從高斯定理出發(fā) 解出 D?qED ????? ???有介質時求場的步驟： 即：已知自由電荷分布 Q0及介質電容率 ? ?例 1 均勻帶電 Q導體球置于均勻各向同性介質中 如圖示 求： 1）場的分布 01 ?E?? ?? isqsdD ??導體內部 0Rr 01 ?D1r?內 10 RrR QrD ?24 ?0?0R1r?2r?12 RRQ 22 4 rQD??2） 電勢 的分布 解： 1） 20214 rQEr????ED r?? ??0?2r?內 21 RrR 23 4 rQD?? 20324 rQEr????2Rr 24 4 rQD?? 204 4 rQE???2） ?? ????????????2102104321RRRRRRdrEdrEdrEldEU??]1)11(1)11(1[4 221100121
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