电介质ppt课件

1、 10.8 10.8 静电场中的电介质静电场中的电介质一、电介质对电场的影响一、电介质对电场的影响电介质电介质: : 绝缘体绝缘体电介质电介质( (放在电场中的放在电场中的) )电场电场 r0ruu 0rEEr 电介质的相对介电常数0uu实验结论实验结论: :+Q+Q-Q-Q+-介质中电场减弱介质中电场减弱r 1其中 r名名 称称r名名 称称r枯燥空气枯燥空气1.0006聚丙烯聚丙烯3.3乙醇乙醇26蒸馏水蒸馏水81蜡纸蜡纸5橡胶橡胶3.3石英玻璃石英玻璃4.2变压器油变压器油2.4云母云母6钛酸钡钛酸钡103104电介质的相对介电常数电介质的相对介电常数0uu+Q+Q-Q-Q+-0rEE介质

2、中电场减弱介质中电场减弱二、电介质的极化二、电介质的极化 束缚电荷束缚电荷无极分子无极分子有极分子有极分子+ + + - -lqp无外场时热运动无外场时热运动整体对外整体对外不显电性不显电性- +- +- +- +- +- + - +- +- +- +- +- +- + - +- +- +- +- +- +- +- + - +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- +- + 无极分子电介质无极分子电介质 有极分子电介质有极分子电介质位移极化位移极化取向极化取向极化束束缚缚电电荷荷 束束缚缚电电

3、荷荷 E0E0有外场时有外场时EE阐明阐明0EEE电解质内部场强电解质内部场强 r+-+- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -00两平行金属板之间充溢相对介电常数为两平行金属板之间充溢相对介电常数为r r 的各向同性均的各向同性均匀电介质匀电介质, ,金属板上的自在电荷面密度为金属板上的自在电荷面密度为0 0 。介质外表的束缚电荷面密度介质外表的束缚电荷面密度解解000E0EEE0r1 (1)求求例例E0EE0E0rEE介质中的电场强度介质中的电场强度实验规律实验规律自在电荷电场自在电荷电场束缚电荷电场束缚电荷电场S三、电介质的高斯定理三、电介质的高斯定

4、理1. 无电介质时无电介质时SSES00d2. 参与电介质参与电介质00r dSESS 0rDEE r+-+- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -00S 介电常数介电常数令电位移矢量：令电位移矢量：SSES00d0r1(1)0r0 dSESS iSqSD内0d 实验规律实验规律iiSqSD内,0dSSES) (1d00S r+-+- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -00SiiSqSD内,0d 经过高斯面的电位移通量经过高斯面的电位移通量等于该面所包围的自在电等于该面所包围的自在电荷电量的代数和，与束缚荷电量的代数

5、和，与束缚电荷及无关。电荷及无关。只取决于自在电荷只取决于自在电荷不仅和自在电荷有关，不仅和自在电荷有关，还与束缚电荷有关还与束缚电荷有关例例 平行板电容器，其中充有两种均匀电介质。平行板电容器，其中充有两种均匀电介质。AB1d2d求求(1) 各电介质层中的场强各电介质层中的场强;(2) 极板间电势差。极板间电势差。解解 做一个圆柱形高斯面做一个圆柱形高斯面1S右底面SDSDSdd1111DSS1D同理，做一个圆柱形高斯面同理，做一个圆柱形高斯面2S2D1111DE121S2S11DS电介质的高斯定理电介质的高斯定理2222DE1 122uEdE d 2211dd(1) 各电介质层中的场强不同

6、各电介质层中的场强不同(2) 相当于电容器的串联相当于电容器的串联结论：结论：122121ddSuqC/SdSd2211121111CC例例 一单芯同轴电缆的中心为一半径为一单芯同轴电缆的中心为一半径为R1R1的金属导线，外层一的金属导线，外层一金属层金属层R2 R2 。其中充有相对介电常数为。其中充有相对介电常数为r r 的固体介质。的固体介质。当给电缆加一电压后，金属导线上的自在电荷线密度当给电缆加一电压后，金属导线上的自在电荷线密度 为为 介质内场强分布？介质内场强分布？解解 根据介质中的高斯定理根据介质中的高斯定理0r2r 1R2R求求 r 侧面SDSDSdd1DE rhD2侧面SD dDhDrD2rhR1R2例例 导体球置于均匀各向同性介质中导体球置于均匀各向同性介质中求求 电场的分布。电场的分布。r1r2R0+Q0解解0 ,diiSDSq内r)(4002rRQDrDE110