第8章 静电场中的导体和电介质 1.ppt

外电场： 极化电荷产生的电场： 介质内的电场： 击穿：在强电场作用下电介质变成导体的现象。 空气的击穿电场强度约为： 矿物油的击穿电场强度约为： 云母的击穿电场强度约为： 1.电极化强度 描述电介质的极化程度的物理量。 （Cm-2） 对无极分子电介质，各分子电偶极矩都相同，则 电极化强度为矢量。 8.2.3、电极化强度 极化电荷面密度 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - ：极化电荷面密度 ：分子电偶极矩 ：电极化强度 - - - - - + + + + + 2. 电介质表面极化电荷面密度与极化强度的关系 例1 半径为R的介质球被均匀极化，极化强度为P。求： （1）电介质求表面极化电荷的分布； （2）极化电荷在球心处所激发的场强。 解： （1） （2） 2. 极化电荷与自由电荷的关系 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - + + + + + 电极化率 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - + + + + + 8.3 电介质中的高斯定理 电位移矢量 真空中: 电介质中: 8.3.1、电介质中的高斯定理 通过任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合曲面内包围的自由电荷的代数和----电介质中的高斯定理. 自由电荷 8.3.2、电位移矢量(辅助矢量) 电位移矢量 解： (1) 放入前 放入后 (2) (3) (4) (5) 例2 把一块相对电容率 的电介质，放在极板间相距d=1mm 的平行板电容器的两极板之间，放入前，极板间的电势差1000V, 求: E , P , , , D 例3已知:导体球 介质 ?导体球的电势V 。 求： ? 电介质内、外表面的极化电荷面密度; ?球外任一点的电场强度、电位移和极化强度 ; 解: ?过P点作高斯面得： ? 电介质内、外表面的极化电荷面密度: 内表面: 外表面: 内表面: 外表面: ?导体球的电势V : 实际上: 5毫升 0 5毫升 导体具有储存电荷的本领 电容：孤立导体所带电量q与其电势V 的比值。 法拉（F= C·V-1 ） 8.4 电容 电容器 8.4.1、孤立导体的电容 一球形导体的电容 当 C=1?F时 ，其半径 R为 9公里 。 R + + + + + + + + + + Q 由导体本身的性质及介质环境决定,与 无关 地球的电容： 8.4.2、电容器的电容 比值与 无关，由板的形状、 大小、相对位置及介质环境决定 一种储存电能的元件。由电介质隔开的两块任意形状导体组合而成。两导体称为电容器的极板。 电容器的符号： 电容器电容：极板电量q与极板间电势差VAB之比值。 8.1.3.静电屏蔽 接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场 不受壳内电荷的影响。 封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场 不受外电场的影响； + + + + 防静电屏蔽袋 屏蔽线 高压电防护服 高压作业 电荷守恒定律 静电平衡条件 电荷分布 有导体存在时静电场 的计算 例1 放入导体板B 已知：导体板A：S，Q 求：①A、B上的电荷分布及空间的电场分布 将B板接地，求电荷分布 点 点 板 板 解方程得: 电荷分布 场强分布 两板之间 板左侧 板右侧 将B板接地，求电荷及场强分布 点 点 板 接地时 电荷分布 场强分布 电荷分布 两板之间 两板之外 A ? + + + + + + + + + + + + + + -? B - - - - - + 例2）一无限大带等量异性电荷平行金属板,相距为d，电荷密度度为?，若在其中插入一厚d/3的平行金属板，板间电压变化多少？ d1 d2 d3 d A + + + + + + + + + + + + + + + ? - - - - - -? B - - - - - + + + + + + + + + + + ?2 ?1 解：未插入前电压 插入金属板后： 由高斯定理： A ? + + + + + + + + + + + + + + -? B - - - - - + d1 d2 d3 d A + + + + + + + + + + + + + + + ? - - - - - -? B - - - - - + + + + + + + + + + + ?2 ?1 电压降低了1/3，电压降低 的原因是什