《介质静电场》课件.pptVIP

*******************介质静电场介质中的静电场是由电荷引起的,不同物质的介电性能决定了在它们内部静电场的性质和分布。学习了解静电场在介质中的行为对于电力设备的设计和电子设备的应用都非常重要。课程目标掌握静电场的基本概念了解静电场的定义、性质和数学描述方法，为后续课程打下基础。理解静电场在导体和介质中的行为学习静电场在导体和各类介质中的分布特征及其应用。学习静电场计算的常用方法掌握高斯定律、电势等计算静电场的常用方法和技巧。应用静电场理论解决实际问题将所学理论运用于电容器、电介质等静电应用领域。静电场概述静电场是由静止的电荷所产生的电场。它存在于物质中和真空中,与磁场和电动场不同,静电场不会随时间变化。静电场的特点是力线密集均匀、静电势沿着静电力线单调递减。静电场在工业和日常生活中有广泛的应用,如静电复印、静电喷漆等。静电场的定义静电场的概念静电场是由静止的电荷产生的电场,描述电荷之间的位置关系和相互作用力的空间分布。它是电磁场的一部分,表现为静止电荷之间的力学效应。静电场线静电场可以用静电场线来描述,静电场线是电荷周围电场分布的可视化表示。静电场线指示出电场的方向和强度。静电场中的电荷静电场由带电体产生,电荷的多少和位置决定了静电场的强度和分布。静电场可以作用于其他带电体,并产生作用力。静电场的基本性质静电场的作用力静电场能够施加作用力于带电粒子,引起它们的运动和加速。这种作用力称为静电力,是无接触的远程作用力。静电场的超位移性静电场能够穿透各种介质,影响其中的带电粒子,这种超位移性使静电场在不同物质内部产生变化。静电场的可测量性静电场中的电势和电场强度都是可以通过实验测量的物理量,为理解和应用静电场提供了依据。静电力线静电力线是一种可视化静电场的工具。它们表示静电场中电荷的空间分布和电场强度。力线沿着电场强度最大的方向排列,始于正电荷,终于负电荷。力线密集程度反映了电场强度的强弱。静电势能能量的定义静电场中的电荷具有势能,这种势能称为静电势能。静电势能是指电荷在静电场中的储存能量。势能的计算静电势能等于电荷在静电场中的位置能,可通过电荷与电位的乘积计算得出。储存和释放静电势能可以通过电容器储存,并在需要时释放出来做功。这是静电场应用的基础。静电势1定义静电势是一个标量场，表示单位正电荷在静电场中的势能。它可以用来描述静电场的强度和分布情况。2计算方法静电势可通过线积分计算得出，积分路径从无穷远处到目标点。它的值与积分路径无关。3应用静电势可用于分析导体表面电荷分布、电容特性以及电介质材料的极化行为。高斯定律定义高斯定律是静电场理论的基本定理之一。它描述了静电场与静电通量之间的关系。数学表达高斯定律可以用数学公式表示为：静电场通量等于场源所包含的总电荷除以真空介电常数。应用高斯定律可以帮助我们计算静电场源围成的闭合曲面内部的总电荷。在计算静电场问题时非常有用。意义高斯定律揭示了静电场的基本特性,为静电学的理论发展奠定了基础。静电场中的导体1电荷平衡导体内部的电场强度为零,因此导体内部电荷呈电荷平衡状态。2表面电荷分布导体表面的电荷呈均匀分布,表面电荷密度取决于导体形状和外部电场。3屏蔽效应导体可以屏蔽内部的电场,这是静电屏蔽的基础。4感应电荷当导体靠近带电体时,会在表面产生感应电荷。导体表面电荷分布在静电场中,导体表面会产生电荷分布。这种电荷分布受到多方面因素的影响,如导体形状、外部电场强度等。导体表面电荷密度会随位置而发生变化,通常在尖端和边缘处电荷密度较高。3电荷密度100KC/m210导体形状5影响因素静电场中的电容平行板电容器由两个大小相等、平行且对置的金属片组成,具有简单结构和确定的电容值。广泛应用于各类电子电路。球形电容器由两个同心的金属球构成,一内一外,能产生稳定的静电场。常用于高压测试和高频电路。圆柱形电容器由两个同轴的金属圆柱构成,具有较大的电容量。广泛应用于低频滤波和耦合电路中。平行板电容器1电荷存储平行板电容器由两个导电板组成，能够储存电荷。2电场分布电容器中存在均匀的电场分布，电场线垂直于电极板。3电容量计算电容量与电极板面积成正比，与电极板间距成反比。平行板电容器是最基本的电容器结构。它由两个平行的导电板组成,中间填充电介质。当给予电压时,电荷会在两个电极板上分离并积聚,从而产生电容效应。这种简单的结构使得平行板电容器的电场分布及电容值计算都比较容易。球形电容器1结构简单球形电容器由两个同心的导电球壳构成,内球壳为正极,外球壳为负极。结构简单,制造容易