恒定電流的磁場(doc14)-經(jīng)營管理(已改無錯字)
2022-09-27 09:39:09 本頁面
【正文】 量管理資料下載 ?? ? ? ?? ??? ???? nk kknk kkkknk qdqdqdAA 110 1 101 21 ??????? 故 3 點電荷系統(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） ? ????? ?????????????? s VVVVVe dVEDsdDdVDdVDdVDdVW ??????? 212121)(21)(2121 ??????因為無電荷區(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。當(dāng) s擴(kuò)展至無窮遠(yuǎn)時，由于電荷分布在有限區(qū)域，在無窮遠(yuǎn)處看來，相當(dāng)于一個點電荷，電場分布也與點電荷類似，故有21,1 RDR ?? ??，同時有 2Rsd ?? ,因此 RRRRsdDs 1~11~ 22 ???? ??? 上式當(dāng) s擴(kuò)展至無窮遠(yuǎn)時（ ??R ）為零。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。 因此電場能量密度為： EDe ???? 21? 該式表明電場能量儲藏在有場強(qiáng) 的空間。無電荷的區(qū)域也有能量，與 4中的解釋有矛盾！ 6 事實上 1） 5 的解釋更符合物理實際。太陽能就是一個例子，陽光沒有電荷，我們卻能感受到有電能和由它轉(zhuǎn)換來的熱能。 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。 7 導(dǎo)體受到的電場力（補(bǔ)充） 導(dǎo)體位于靜電場中，自由電荷分布在導(dǎo)體的表面，受到電場力的作用。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。另外這個 力傳給了誰？導(dǎo)體！ 8 單個導(dǎo)體受到的電場力的計算（補(bǔ)充） 導(dǎo)體表面電荷元 dss? 受到電場力 dsEFd s??? ?? 大量管理資料下載 上式中的 E? 只能是系統(tǒng)中其它電荷的電場，不能包括電荷元 dss? 本身產(chǎn)生的電場（宏觀電磁學(xué)一涉及到源本身就有問題） 電荷元 dss? 本身產(chǎn)生的電場垂直于導(dǎo)體表面，在導(dǎo)體兩邊都有，方向相反，大小相等為（由高斯定律計算） ?? 2/s 。 因為要保證 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 。因此 dsEdsdsdsdsEFd sssss ???????????????????? 222 2222 ???????????? 導(dǎo)體表面單位面積受到的力（壓強(qiáng)） eEdsFd ?? ?? 22? 總結(jié)：作用在導(dǎo)體上的電場力對導(dǎo)體施負(fù)壓，壓強(qiáng)就等于電場能量密度。 167。 恒定電流的電場 1 物理過程：前面講靜電場中導(dǎo)體時講過，導(dǎo)體放入靜電場中，電荷將向?qū)w表面運(yùn)動，遇到導(dǎo)體的表面停止。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。 2 恒定電流：電流的分布不隨時間變化。 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： ??????????????EDDE?????00 4 在導(dǎo)電媒質(zhì)里的電場： 1）電流密度滿足 EJ ?? ?? ， 2）在恒定電 場，電荷分布不隨時間變化，根據(jù)電荷守恒定律有 0??????? tJ ?? 3）由于恒定電場由運(yùn)動電荷產(chǎn)生，且運(yùn)動電荷的分布與時間無關(guān)，故恒定電場的源是散度源，散度源的電場是無旋電場（沒有旋度源）故有 0??? E? 4）在導(dǎo)電媒質(zhì)里的電場總結(jié)如下 大量管理資料下載 ??????????????EJJE?????00 邊界條件（記憶方法： 21, EEEn ???? ???? ），與第一章同樣方法推導(dǎo)，得 ??? ??????????????nntt JJ EEJJn EEn21212121 0)( 0)( ?????? 如果電介質(zhì)不是理想電介質(zhì)，有漏電，則還有 sDDn ???? )( 21 ??? 5 電源：電場驅(qū)動電荷克服阻力（電阻）漂移，電場力做功，電能減少變?yōu)闊崮?，如果沒有外加的補(bǔ)充能量，不可能維持恒定電流。電源就是外加能量的裝置。它把其它形式的能量轉(zhuǎn)換為電能以維持恒定電流。由于電源把外界能量給電荷，也就是對電荷有作用力，可以把電源等效為一個局外電場 sE ，但是它的作用范圍僅限于電源內(nèi)部。 6 導(dǎo)體表面的電場：為了維持電流沿導(dǎo)體（切向）的流動， 導(dǎo)體表面的切向電場不在為零。但由于良導(dǎo)體 1??? ，極小電場就能驅(qū)動很大的電流，因此通常情況下導(dǎo)體表面的切向電
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