【精选】03 静电场 电磁场讲义.pdf

电磁场与电磁波 ch2 静电场 张欣 zhangxin@bupt.edu.cn 北京邮电大学 1 提纲  静电场（空间上相对于观察者电荷是静止的，场不 随时间变化，矢量场）  库仑定律  高斯定律，散度  电位、电位梯度  静电场的旋度方程  静电系统的能量，电容  静电场边界条件  电偶极子  考虑的角度：积分形式（大空间范围）、微分形式 （空间一点的散度、旋度）、能量、边界条件等  本课程一般不考虑“力” 的问题，因为侧重弱电 北京邮电大学 2 1 2.1 库仑定律  为了引出静电场的基本方程，推出其无旋性 和发散性，从电场有关物理量入手  描述场时用了不同的、相互关联的物理量  库仑定律： q q  实验定律 F10 1 0 2 eR 4 R  真空 0  点电荷，相互作用力  场点，源点，联系二者的位置矢量的写法 R r r 北京邮电大学 3 库仑定律  由库仑定律引出电场强度定义  单位正试验电荷在空间某一点（场点）受到的电 场力  电荷量取极限，不能影响源的分布  考查的场只与源有关，与是否放置试验电荷无关  是矢量  单位（V/m ）又表示单位长度的电位差 F q E lim e 2 R q0 0 q0 40 R 北京邮电大学 4 2 库仑定律  电场强度定义 -11 -5  上式是一个宏观规律，R 的范围10 ～10 米之 外，即分子、原子尺寸之外  成立的条件是  均匀介质（真空）  无限空间（或近似为足够大的空间）  避免边界造成的二次源影响原来的场  相当于非均匀介质 北京邮电大学 5 库仑定律  电场强度矢量叠加  离散、连续(见书图2.2说明，注意源和场的区别)  求和/积分的区域是源 （标量），但结果描述的是场 1 n  qi  E  2 eRi  40 i 1 Ri  1 dV 1  dS