第十三章有导体和电介质存在时的静电场.ppt

为了使一些精密的电磁测量仪器不受外界电场的干扰，通常在仪器外面加上金属罩。实际上金属外壳不一定严格封闭，甚至用金属网做成的外罩就能起到相当好的屏蔽作用。 工作中有时要使一个带电体不影响外界，例如对屋内的高压设备就要求这样。 这是可以把这个带电体放在接地的金属壳或金属网。 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.5 电容与电容器 三、电容器电容的计算 1. 平行板电容器 3. 圆柱形电容器 2. 球形电容器 4.平行无限长直导线电 容器 1）设两极板分别带电 ； 3）求两极板间的电势差 步骤 2）求两极板间的电场强度 4）由电容定义求 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.5 电容与电容器 1. 平行板电容器 已知： ? 设 、 分别带电 、 ? 、 间场强分布 ? 电势差 由定义 ε0 S 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.5 电容与电容器 2. 球形电容器 已知 ? 设 ? 场强分布 ? 电势差 ? 由定义 讨论 或 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.5 电容与电容器 3. 圆柱形电容器 已知： ?　场强分布 ? 电势差 ? 由定义 ?　设电荷密度 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.5 电容与电容器 已知: 求:单位长度导线间的 解: ? 设 ? 场强分布 ? 导线间电势差 ? 电容 4.平行无限长直导线电容器 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.5 电容与电容器 电荷 间电势差 、 、 等效电容 耐压值 四、电容器的串并联 1. 串联 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.5 电容与电容器 间电压 、 电量 等效电容 耐压值不变 四、电容器的串并联 2.并联 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.5 电容与电容器 并联电容器的电容等于各个电容器电容的和。 串联电容器总电容的倒数 等于各串联电容倒数之和。 串联提高耐压能力 并联提高电容 3. 小结 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.6 电介质对电场的影响 + + + + + + - - - - - - - + + + + + + - - - - - - - 结论：有介质后电容增大 相对电容率 U 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.7 电介质的极化 2. 电介质的分子： 1. 电介质－是由大量电中性的分子组成的绝缘体。 （紧束缚的正负电荷在外场中要发生变化） 一、电介质 1) 无极性分子电介质 在无外场作用下分子正负电荷中心重合，整个分子无电矩。 例如，CO2 H2 N2 O2 CH4 C H + H + H + H + 甲烷分子： 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.7 电介质的极化 2) 有极分子电介质 在无外场作用下分子正负电荷中心不重合，存在固有电矩。 例如：H2O CO SO2 水分子: + 正电荷中心 负电荷 中心 H + + H O l 固有电距(分子电偶极矩) 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.7 电介质的极化 二、电介质的极化 西南大学 大学物理 Southwest University 第十三章 有导体和电介子存在时的静电场 13.7 电介质的极化 三、面极化电荷 在外电场中，均匀介质内部各处仍呈电中性，但在 介质表面要出现电荷，这种电荷不能离开电介质到 其它带电体，也不能在电介质内部自由移动。我们 称它为面束缚电荷或面极化电荷。它不象导体中的自由 电荷能用传导方法将其引走。 在外电场中，出现束缚电荷的现象