恒定電流的磁場(doc14)-經(jīng)營管理-在線瀏覽
2024-10-18 09:39本頁面
【正文】 可以單獨(dú)研究靜電場和靜磁場。 2）電力線：非環(huán)，始于正電荷或帶正電荷的導(dǎo)體或無窮遠(yuǎn)，終于負(fù)電荷或帶負(fù)電荷的導(dǎo)體或無窮遠(yuǎn)。 167。 2）靜電場電位有物理意義：電位是單位正電荷的勢能。 2 電位定義 ：前提是旋度為零。 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(diǎn)（零電位點(diǎn)）移到該點(diǎn)所做的功。 ? ? ?? ?? ????????????????? 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（在靜電場條件下）電位是單位正電荷的勢能。 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)。 3）同一問題，參考點(diǎn)應(yīng)該統(tǒng)一。 5 電位的計 算： 1）點(diǎn)電荷情況。 3）求和變?yōu)榉e分。 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(shí)際情況往往是電荷的分布不知道，只知道導(dǎo)體上的相對電位，電位方程滿足這個要求（推導(dǎo)參考教科書 39 頁）。 靜電場的邊界條件 1 單獨(dú)的微分方程只能給出含有未知常數(shù)的通解。該條件與電場強(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)。 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。 3）根據(jù)邊界條件確定通解中的積分常數(shù)，給出特解。 教科書 42 頁例 167。 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)于電路中的多個電容器的網(wǎng)絡(luò)（教科書 45 到 51 頁） 167。這個過程實(shí)際就是充電。 起始狀態(tài)： n個導(dǎo)體的電荷都為零，電位也為零 終了狀態(tài)： n個導(dǎo)體的電荷為 nqqq , 21 ? ，電位為 n??? , 21 ? 充電過程： n 個導(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。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(yuǎn)慢慢地加到導(dǎo)體 k 外力克服電場力作的功為 ??? dqkk 每個導(dǎo)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 大量管理資料下載 ?? ? ? ?? ??? ???? nk kknk kkkknk qdqdqdAA 110 1 101 21 ??????? 故 3 點(diǎn)電荷系統(tǒng)電場的能量 ????nk kke qAW 121 ? 4 連續(xù)電荷系統(tǒng)電場的能量 ???Ve dVAW ??21 上面兩式表明：電場能量儲藏在電荷區(qū)域、即源處 5 用場量表示電場能量（場的觀點(diǎn)） ? ????? ?????????????? s VVVVVe dVEDsdDdVDdVDdVDdVW ??????? 212121)(21)(2121 ??????因?yàn)闊o電荷區(qū)域被積函數(shù)為零，積分區(qū)域 s 以及 V 由電荷所在區(qū)域擴(kuò)展至無窮遠(yuǎn)并不影響eW 的值。所以我們可以僅用場量表示電場能量 dVEDW Ve ? ?? ??21 注意：上式的體積分應(yīng)遍布整個空間。無電荷的區(qū)域也有能量，與 4中的解釋有矛盾！ 6 事實(shí)上 1） 5 的解釋更符合物理實(shí)際。 2） 4 只是電場能量的一種計算方法：就象計算水池里的水量，我既可以把整個水池的水加起來，也可以只計算水龍頭流進(jìn)多少，水管流出多少，進(jìn)而計算總的水量。在靜電場中，這個力的方向應(yīng)指向何方？只能垂直向外，否則電荷要移動，那樣就不是靜電場了。 因?yàn)橐ＷC 0?insideE?所以導(dǎo)體上其它電荷產(chǎn)生的電場的方向一定垂直向外，大小也為?? 2/s ，這樣才能保證疊加后的總電場是導(dǎo)體內(nèi)部為零，外部為 ??/s 。 167。如果導(dǎo)體形成一個環(huán)路，電荷就可能沿環(huán)路方向一直流動，形成電流。 3 在導(dǎo)電媒質(zhì)外部電介質(zhì)里的電場：恒定電場的源同樣是（運(yùn)動）電荷，恒定分布的運(yùn)動電荷與靜電荷無區(qū)別，故該區(qū)域恒定電場滿足的基本方程為： ??????????????EDD
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