电磁场理论课件-2.1 电场的基本性质.pdfVIP

第二章 静电场分析 静电场是相对观察者静止且量值不随时间变化的 电荷所产生的电场。它是电磁理论最基本的内容。由 此建立的物理概念、分析方法在一定条件下可应用推 广到恒定电场,恒定磁场及时变场。 本章要求 深刻理解电场强度、电位移矢量、电位、极化等 概念。掌握静电场基本方程和分界面衔接条件。掌握 电位的边值问题及其解法。熟练掌握电场、电位、电 容、能量、力的各种计算方法。 09:46:40 1 内容 2.1 电场的基本性质 2.2 真空中静电场的基本方程 2.3 电位函数 2.4 电介质的极化 2.5 介质中的高斯定理 2.6 导体系统的电容 2.7 电场能量 09:46:40 2 2.1 电场的基本性质 一、电荷与电荷分布 自然界中最小的带电粒子包括电子和质子。 一般带电体的电荷量通常用q表示。 从微观上看，电荷是以离散的方式出现在空间中的。 从宏观电磁学的观点上看，大量带电粒子密集出现 在某空间范围内，可假定电荷是以连续的形式分布 在这个范围中。 电荷的几种分布方式：空间中体电荷 面上面电荷 09:46:40 线上线电荷 3 2.1 电场的基本性质 1、体电荷密度 体电荷：电荷在某空间体积内连续分布。 体电荷密度定义：单位体积内的电荷量。 q dq (r ) lim C / m3 q V (r )dV V0 V dV 2、面电荷密度 面电荷：电荷沿空间曲面连续分布。 面电荷密度定义：单位面积上的电荷量。 q dq  (r ) lim C / m2  q  (r )ds s S 0 S dS S s 09:46:40 4 2.1 电场的基本性质 3、线电荷密度 线电荷：电荷沿某一曲线连续分布 。 线电荷密度定义：单位长度上的电荷量。  (r ) lim q dq C / m  q  (r )dl l l l l0 l dl 4.点电荷 点电荷是电荷体分布的极限情况,可以把它看成是一 个体积很小,电荷密度很大，总电量不变的带电小球体。 当电荷体体积非常小，可忽略其体积时，点电荷可看作是 电量q无限集中于一个几何点上。 0 r  0 q  (r ) lim  V0 V  r 0