电容器和介电质.ppt

若带电体连续分布:所有电荷在dq处的电势如带电导体球，带电量半径第32页,共38页，星期六，2024年，5月三、电容器储存的静电能以电容器为例：BA++++----+Q-Q第33页,共38页，星期六，2024年，5月四、静电场能电场能量密度以平行板电容器为例：电场能密度：能量储存于场中V第34页,共38页，星期六，2024年，5月[例12-6]计算均匀带电导体球的静电能。解一：解二：解三：RQ第35页,共38页，星期六，2024年，5月[例12-7]真空中半径为r的导体球，外套同心导体球壳，半径R1、,R2，内球带电q，求下列两种情况下静电能的损失。（１）球与壳用导线相连。（２）壳接地。解：第36页,共38页，星期六，2024年，5月第37页,共38页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第38页,共38页，星期六，2024年，5月关于电容器和介电质一、现象电介质的相对介电常数真空中点电荷之电场：充满密度均匀，各向同性的电介质：12.1电介质及其极化第2页,共38页，星期六，2024年，5月平行板电容器，求电容。极板间为真空：极板间充满介质：相对电容率++++----Q-Q第3页,共38页，星期六，2024年，5月二、电介质极化的微观图象+-+-+有极分子无极分子正电荷中心负电荷中心第4页,共38页，星期六，2024年，5月有极分子介质+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-无外场时：有电场时取向极化(orientationpolarization)电中性热运动---紊乱极化电荷演示第5页,共38页，星期六，2024年，5月+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-无极分子介质无外场时：有电场时：位移极化（displacementpolarization）演示第6页,共38页，星期六，2024年，5月+-+-+-+-+-+-+-+-+-共同效果边缘出现电荷分布（均匀介质）boundcharges束缚电荷称极化电荷Polarizationcharges+-+-+-+-+-+-+-+-+-第7页,共38页，星期六，2024年，5月电偶极子排列的有序程度反映了介质被极化的程度，排列愈有序说明极化愈强烈宏观上无限小微观上无限大的体积元单位每个分子的电偶极矩当介质未极化，当介质中各点相等，称为均匀极化一、极化强度（Polarizationvector）12.2极化强度和极化电荷定义第8页,共38页，星期六，2024年，5月二、极化强度与极化电荷的关系1.小面元dS对面S内极化电荷的贡献在已极化的介质内任意作一闭合面SS将把位于S附近的电介质分子分为两部分一部分在S内，一部分在S外电偶极矩穿过S的分子对S内的极化电荷有贡献分子数密度外场在dS附近薄层内认为介质均匀极化第9页,共38页，星期六，2024年，5月如果???/2落在面内的是负电荷如果??/2落在面内的是正电荷所以小面元ds对面内极化电荷的贡献2.在S所围的体积内的极化电荷与的关系第10页,共38页，星期六，2024年，5月内^介质外法线方向^3.电介质表面极化电荷面密度小面元dS对面内极化电荷的贡献穿出小面元dS形成面分布的电荷第11页,共38页，星期六，2024年，5月^12第12页,共38页，星期六，2024年，5月[例12-1]一均匀介质球发生均匀极化，已知极化强度为，求极化电荷在中心产生的电场。解：+++第13页,共38页，星期六，2024年，5月12.3介质中的静电场一、介质中的场强+++---源电荷极化电荷二、介质中的静电场1.环路定律2.高斯定理l第14页,共38页，星期六，2024年，5月三、介质电极化率实验表明，对于各向同性材料，不太强时纯数，介质极化率第15页,共38页，星期六，2024年，5月解:均匀极化表面出现极化电荷内部的场由自由电荷和极化电荷共同产生。求:板内的场。[例12-2]平行板电容器极板上自由电荷面密度为