第9次课-静电能量与力综述.ppt

1.9 静电能量与力; 用场源（电荷和电位）表示静电能量; 电荷之间具有相互作用能（电位能），当电荷间相对位置发生变化或系统电荷量发生变化时，静电能转化为其它形式的能量。; 再把q2从无限远移至B点，外力要克服q1的电场力做功，其大小等于系统电势能的增量。; 同理，先把q2从无限远移B点，再把q1移到点，外力做功为;可改写为;依次把q1 、q2、 q3从无限远移至所在的位置。;三个点电荷组成的系统的相互作用能量（电势能）;可改写为; 推广至由n个点电荷组成的系统，其相互作用能（电位能）为; 以体电荷分布为例，设想不断把体电荷元?dV从无穷远处迁移到物体上，系统的静电能为;以平板电容器C为例，计算电容器两极板A和B分别带有 电量 和 ，两极板间电势差为 时，所具有的静电能量。;当电容器极板带电 ，两板电势差为 时，把电荷元 ?? 板移到 板，外力克服电场力作功为;平板电容器的能量;电荷增量;推广2： 若是带电导体系统，静电能量为;推广3： 若是 n 个点电荷的系统，静电能量为;设空间有两个电荷分布区; ; 用场量表示静电能量;定义能量密度; ; 试求平板电容器的静电能量。; 试求真空中体电荷密度为?的介质球产生的静电能量。; 由场源求静电能量; ;; 多导体系统 ( K 打开 ); 取消外源后，电场力做功必须靠减少电场中静电能量来实现。; 外源提供的能量有一半用于静电能量的增量，另一半用于电场力做功。;;常电位系统;常电荷系统; 图示一球形薄膜带电表面，半径为a ，其上带电荷为q，试求薄膜单位面积所受的电场力。;; 沿广义坐标增大的方向;3） 根据法拉第观点计算静电力（Farade’s review）; 如平板电容器极板受力大小：;应用法拉第观点可以对一些电场力问题进行定量的计算。; 计算平板电容器中介质分界面上的压强。;图(b);?;静电参数(电容及部分电容);静态场的应用;变压器（6kV:250kV）;电力电缆;220kV XLPE交链聚乙烯高压电力电缆;6kV三相矿用橡套电缆（中间地线、右侧测量线）;电力电缆;测量局部放电