新9静电场中的导体和电介质(免费阅读).ppt

三、电容器的电容： 若两个导体分别带有等量异号的电荷q，周围没有其它导体带电；其间电位差UAB，它们组成电容器的电容： 若电容器之间充满介质 ——该电介质的相对介电常数 C0——电容器之间为真空时的电容 四、电容器电容的计算 求电容值的三步曲： 1）设二极板分别带电荷q、-q 2）求二极板间的电势差UAB 3）由电容定义求C=q/UAB 1. 平行板电容器： 2 .球形电容器： 两个同心的金属球壳带有等量异号电荷 特别是当 3 .圆柱形电容器（同轴电缆）： 两个长为 L 的圆柱体，圆柱面上带有等量异号的电荷，其间距离 R2?R1L，线电荷密度为 ?e。 1. 电容器之电容和电容器结构，几何形状、尺寸有关。 2. 电容器是各种电子电路及电力工业的重要器件, 它有整流、隔直、延时、滤波、分频等作用. 讨论： 3.若极板间充满相对介电常数为?r的电介质, 则: 平行板电容器： 球形电容器： 圆柱形电容器： 其中: 四、电容器的串、并联： 1.串联 等效 特征: 特征: 2.并联 等效 3.应用 电容器的性能指标： 400pf 50v 电容值 C 耐压值——该电容器允许承受的最高电压 （与击穿场强有关） 当电容器的耐压能力或电容量不被满足时，常用串并联使用来改善。如串联可提高耐压能力。并联可提高容量。 在外电场中达到平衡时 电介质——是由大量电中性的分子组成的绝缘体 一、电介质的电结构及分类： 1.共性:分子中电子处于束缚状态 2.分类: 无极分子—分子正负电荷 中心重合,分子无固有电矩。 CH4 C H H H H 甲烷分子 H C H + H + H + + 正负电荷 中心重合 §9. 3 静电场中的电介质 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 有极分子—分子正负电荷中心不重合,分子有固有电矩。 水分子 H2O . . . O H H + P e 负电荷 中心 H O + H + + 正电荷中心 － 二、介质的极化 2. 有极分子的转向极化 1. 无极分子的位移极化 l E’ 极化后的效果： 1）在介质表面出现束缚电荷 2）在介质内部束缚电荷产生一个附加场E’ 3）介质中的总场强 E = E0－E’? E0 :是自由电荷产生的电场。 :极化电荷产生的极化场 三、电极化强度P 其中Pei 是第i个分子的电偶极矩 极化（束缚）电荷与极化强度的关系： （考虑均匀介质情况） 在介质中取一长度为dl，横截面dS 的小圆柱体，该面法向与 P 成?，该体元内部极化可视为是均匀的。它可视为两端具有电荷??’dS的偶极矩, 解：由图示知 与球面法向的 夹角为 分布不均匀,右半球为正,左半球为负 例9-4求均匀极化的电介质球表面上极化电荷的分布，已知电极化强度 。 σ + + + + + + + + + σ σ σ + + E 0 E ′ ′ ′ 0 0 ※介质与自由电荷具有相同的对称分布 四、有电介质存在的静电场的分析和计算 =？ ～ 2.有介质时的高斯定理 真空: σ + + + + + + + + + σ σ σ + + E 0 E ′ ′ ′ 0 0 有介质: 由于极化电荷 的求解比较困难，所以设法从上式消去极化电荷，并用一个新的物理量来代替E 。 令 电位移矢量 ——电学的辅助量 得:有介质时的高斯定理: 物理意义:通过任一闭合曲面的电位移通量，等于该曲面内所包围的自由电荷的代数和。 + + + + + + + P E ′ + + + + + + + + + S 作图示的高斯面 * 导体和电介质(Conductor and dielectric ) “电风”吹蜡烛 静电场中的导体 （Conductor in Electrostatic Field） 第五章 （Dielectric In Electrostatic Field） 静电场中的电介质 带静电的梳子吸引水柱 它们又对立、又依存； 但又常常并用。 前 言 电介质就是电的绝缘体。 在概念上电介质与导体构成一对矛盾体。 在实际应用中， 它们的作用正相反， 正如导体一样，研究电介质对电场的影响， 也是电学中的一个十分重要的问题。 第九章 静电场中的导体和电介质 （Conductor and dielectric in Electrostatic Field） §9.1 静电场中的导体 §9.2 电容和电容器 §9.3 静电场中的电介质 §9.4 静电场的能量 第九章 静电场中的导