第4章导体和电介质存在时的静电场

1、1.第5章导体和电介质存在时的静电场1。指挥2。电容器和电容3。电介质)4。静电场的能量。介绍几种电介质材料，2。2.电容器及其电容1。电容器及其电容2。几个典型的电容器3。电容计算，3。1.电容器及其电容1。电容器：1)由两块金属(称为电容器极板)组成2)工作状态：双极板的两个相对表面充有不同数量的等量电荷q，双极板之间存在一定的电压u。2.电容器的电容：1)电容：定义，单位：法拉，4，2)物理意义：导体每单位电势(电势)所需的电量。(反映带电体储存电荷的能力，无论带了多少电荷。(比喻：盛水的容器)，3)决定因素：导体的形状和大小，以及导体之间电介质的类型。5，2，几个典型电容，3。电容器电

2、容的计算：给定静电场中的Q，6，3电介质(定性掌握)1。电介质的显微图像2。电介质3的极化。高斯定理与电介质1。定义：导电性差的物质理想电介质：完全不能导电(绝缘体)。2.分类：非极性分子，极性分子，8，极性分子电介质，非极性分子电介质，2。电介质极化：当没有电场时。结论：外电场的总作用是使电荷分布出现在电介质边缘。由于这些电荷仍然束缚在每个分子中，它们被称为束缚电荷或束缚电荷。非极性分子的位移极化和极性分子的转向极化。定义：电介质表面出现极化电荷的现象称为电介质极化。2.极化分类：转向极化-极性分子移位极化-非极性分子。3.电介质击穿1。定义：当外部电场很强时，电介质分子中的正负电荷可能被拉

3、走，变成自由移动的电荷，从而破坏电介质的绝缘性能，使其成为导体。这种现象被称为电介质击穿。2.击穿场强(介电强度):介电材料在不击穿的情况下能承受的最大电场强度。11，电偶极子排列的有序度反映了介质的极化程度。3.描述极化强度的物理量-极化强度，宏观无限小体积元素，微观无限小体积元素，每个电偶极子的电偶极矩，单位：12，4，电介质内部的电场强度，由自由电荷产生的场与由电荷产生的场结合。通常，电介质中的场强和极化强度是满足的。实验表明，电介质的磁化率、电介质的相对介电常数、电介质表面的极化强度和束缚电荷表面的密度之间的关系是，取平行板电容器中的封闭表面，并求出通量。封闭表面包围的束缚电荷为14，

4、封闭表面的通量为。因为介质上表面的方向与表面的外法线方向相反，所以有15，1，电位移矢量，真空中的高斯定理，电介质中的高斯定理。3.电介质存在时的高斯定理，17。对于各向同性介质，引入了一个新的物理量电位移矢量，称为电位移通量和介电常数。注：的方向与电介质的方向相同，大小有恒定的差异。高斯定理与介质1)表达式：2)书面表达式：静电场中电位移矢量的通量等于封闭平面内自由电荷的代数和，自由电荷的代数和，例如，r，d，r，19，例如，一个电荷为q，半径为R0的金属球被一个介电常数为21，4的均匀电介质球壳填充，静电场能量为1。电容器2储存的能量。静电场的能量密度。静电场能量22。1.充电过程中平行板电容器储存的能量：t，板电压u，dq移至正极板，充电完成后外部电源工作，极板充电为q，电源所需的功转换为电场能，23，也可以写成，或，24 2。公式：1)各向同性电介质：25，2)真空中静电场