电磁学第5章-静电场中的电介质课件

第5章静电场中的电介质5.1电介质对电场的影响-Q+Q-Q+Q15.2电介质的极化１．无极分子的位移极化（正负电荷重心重合）时,电矩时,电矩2介质内部正负极化电荷互相抵消3介质内部正负极化电荷互相抵消5二.极化强度和极化电荷１．单位体积内分子电偶极矩的矢量和。单位:库仑／米２6２．极化电荷１）在均匀介质中２）非均匀介质中表面有极化电荷介质内部也有极化电荷ｑ’任何闭合曲面的极化强度P的通量等于该曲面内的极化电荷总量的负值。73．各向同性线性电介质极化规律其它电介质:1)线性各向异性电介质：P与E不在一个方上；2)铁电体：P与E非线性；3)永电体或驻极体：外电场撤消后，极化强度不消失；4)压电体---压电效应;电致伸缩效应极化率电介质的电95.3D的高斯定理真空中高斯定理：介质中：自由电荷极化电荷10引入电位移矢量------介质中高斯定理

通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该闭合曲面所包围的自由电荷的代数和。微分表达式：令在各向同性线性介质中，有11例5.1一带正电的金属球,半径为R电量为q,浸在一个大油箱中,油的相对介电常量为r,求球外的电场分布以及贴近金属球表面的油面上的束缚电荷总量q’+++++++++++++++----------图5.7例5.1用图qq’rDPER13+++++++++++++++----------图5.7例5.1用图qq’rDPER14例5.2如5.8图所示,如保持两板上的电量不变,插入介质后,板间电压变为多少?介质上下表面的束缚电荷密度多大?++++++++++++-----+++++-----------SD1E1+1-1-1’+1’D2E2+2-2图5.8例5.2用图U0=300Vr=515由于静电平衡时两导体是等势体,所以左右两部分间的电势差是相等的++++++++++++-----+++++-----------SD1E1+1-1-1’+1’D2E2+2-2图5.8例5.2用图U0=300Vr=517++++++++++++-----+++++-----------SD1E1+1-1-1’+1’D2E2+2-2图5.8例5.2用图U0=300Vr=5因为金属板上的总电量不变,所以有18板间电场强度为++++++++++++-----+++++-----------SD1E1+1-1-1’+1’D2E2+2-2图5.8例5.2用图U0=300Vr=519215.4电容器和它的电容１．孤立导体的电容２．电容器及其电容计算电容器的一般步骤:(1)设电容器两极板带电+Q;(2)求两极板间电场分部E;(3)求两极板间电势差(4)由公式计算电容;221.平行板电容器

AB+Q-QUAUB+

+

+

+

+-----2.同心球电容器RARB+Q-Q23２）同心球形电容器电容１）平板电容器电容3)同轴柱形电容器ＲBＲAＲＢＢＲＡA25电容器并联电容器串联26解：

电量是原来的倍。电场能量是原来的倍。例1.一平行板电容器,充电后与电源保持连接,然后使两极板充满相对介电常数为的各向同性均匀介质,这时两极板上的电量是原来的-------倍;电场强度是原来的--------是原来的-------倍。倍；电场能量29例2.

A，B为两个电容值都等于C的电容器，已知A带电量为Q，B带电量为2Q。现将A，B并联后，系统电场能量的增量解例3现有一根单芯电缆，电缆芯的半径为r1=15mm，铅包皮的内半径为r2=50mm，其