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文档简介

相对电容率,实验,一、电介质对电容器电容的影响,无极分子：（氢、甲烷、石蜡等）,有极分子：（水、有机玻璃等）,电介质,二、电介质的极化,设电介质各向同性且均匀,电极化强度(矢量),单位体积内分子电偶极矩的矢量和,描述了电介质极化强弱，反映了电介质内分子电偶极矩排列的有序或无序程度。,物理意义：,极化电荷与自由电荷的区别,极化电荷,自由电荷,活动范围,能否中和其他电荷,激发电场,电介质 分子内部,导体内部,不能,能,能,能,附加场强,三、极化后电介质内的场强,束缚电荷密度,其中,自由电荷的场强大小,束缚电荷的场强大小,两极板电势差,电介质的击穿,五、电介质的击穿,电介质击穿的场强，称为击穿场强。,空气（标准状态）,纸,变压器油,陶瓷,云母,电木,玻璃,介质高斯定理,带入后得：,导体内,介质内,合场,E,电位移矢量D,此式为有电介质时自由电荷与场强的关系。虽然没有显含极化电荷，但极化电荷的影响已经通过 表现出来。,电介质中的高斯定理,r,讨论：,1.,在静电场中通过任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合曲面包围自由电荷的代数和。,2、,引入电位移矢量，从而回避了求极化电荷的问题。电位移矢量没有明显的物理意义，是辅助矢量。,同时描述电场和电介质极化的复合矢量。,仅在均匀各向同性电介质中成立,由极化电荷和自由电荷共同决定，不能认为 仅由自由电荷决定，但 的通量仅由自由电荷决定。,3. 电位移线,起于正自由电荷，止于负自由电荷。,电场线起止于各种正负电荷,E 线,D 线,例 题,如图为一个带电导体的局部，其外围充满相对电容率为,电介质。,判断正误：导体表面附近场强为：,【例】一带正电的金属球浸在油中。求球外的电场分布和贴近金属球表面的油面上的束缚电荷。,D 的高斯定理,为什么？,解：,插入介质板,切断电源后,自由电荷面密度,介质高斯例二,小结,2.均匀电介质：,3.电介质中的高斯定理,1.有电介质时：,介质环路定理,电介质中的静电场环路定理,电场能量,电容器充电过程,电场能量密度,例1 如图所示,球形电容器的内、外半径分别为R1和R2 ，所带电荷为Q若在两球壳间充以电容率为 的电介质，问此电容器贮存的电场能量为多少？,Q,-Q,解,Q,-Q,（球形电容器）,讨 论,（1）,（2）,（孤立导体球）,例2 圆柱形空气电容器中，空气的击穿场强是Eb=3106 Vm-1 ，设导体圆筒的外半径R2= 10-2 m . 在空气不被击穿的情况下，长圆柱导体的半径R1 取多大值
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