2第二次课(电介质).ppt

1、1,授课教师：吴涛 电话：65101982 QQ：1263883257,QQ邮箱密码：9805110041,Email： ,我会上传邮箱中课件，和一些资料与信息，希望大家多多讨论，多多留言。,2,上次课程内容回顾,1、导体的静电平衡条件是什么？分别从场强特点、电势特点和电荷分布特点加以说明？ 2、导体表面与无限大带电平面的电场强度公式及其区别？ 3、空腔导体的电荷分布特点有哪些？ 4、举例说明静电平衡特性的应用？ 5、电容器的电容由什么决定？定义式？,3,思考：,将一带正电的导体A移近一原来不带电的绝缘导体B时，导体B的电势是升高还是降低？为什么？,4,课堂练习： 面电荷密度为 0 的无限大绝

2、缘板旁，有一无限大的原不带电的导体平板。求静电平衡后导体板两表面的面电荷密度？,解. 设导体板两表面电荷密度为 1 和 2,结果： 1 = 0 /2 2 = 0 /2,5,课堂练习：,导体球A（带电q）与导体球壳B（带电量Q）同心，求： （1）各表面电荷分布； （2）A的电势UA； （3）将B接地，各表面电荷分布； （4）将B的地线拆掉后，再将A接地，此时各表面电荷分布？,6,静电场中的导体课程内容重点： 有导体存在时静电场的分析和计算,分析方法： 静电平衡条件 电荷守恒 高斯定理,常见导体组：板状导体组、球状导体组,7,电容和电容器,导体的一个重要应用 储存电荷,一个大小与形状一定的导体能储

3、存多少电荷？,导体表面处的电势和场强为：,电容：导体储存电荷能力的度量。,8,例：金属球,一、孤立导体的电容,物理意义：使导体产生单位电势所 需要的电量。,理论与实践均已证明：导体的电容由导体本身的性质（大小与形状）及其周围的介质环境决定, 与导体是否带电无关！,1、定义式,2、单位,法拉 符号：F,1F = 1C/V,9,电容器的电容为电容器一块极板所带电荷Q与两极板电势差 的比值 .,二、电容器的电容,10,比值 C 与 q 无关，由板的形状、大小、相对位置及介质环境决定，叫作电容器的电容。,11,三、电容器电容的计算,（一）计算电容器电容的一般方法：,* 令电容器的两极板带等值异号的电荷

4、Q ;,* 求出两极板之间的电场强度;,* 计算两极板间的电势差UAB ;,* 由电容的定义 C = Q / UAB 求得电容 。,下面计算几种常见电容器的电容：,12,1. 平行板电容器,已知：,讨论,（二）几种常见电容器的电容,13,. 球形电容器,已知,14,3、 圆柱形电容器,已知：,设,场强分布,15,四 电容器的并联和串联,1 电容器的并联,2 电容器的串联,16,并联,耐压值为各电容的最小耐压值,特点：等效电容提高。,17,串联,特点：等效电容降低，电容组的耐压提高。,18,静电场与介质的相互作用,interaction of electrostatic field with d

5、ielectric,介质中的高斯定理,Gauss theorem in dielectric,本次课程内容,19,20,21,位移极化,二、电介质的极化,22,转向极化,23,极化强度-单位体积介质中分子电偶极矩之矢量和,显然，P 值越大，表示极化程度越高。,极化电荷面密度 与 极化强度 P 的关系：,单位是库仑/米2、C/m2.,可以证明：在我们研究的条件下有：,24,附加场强,三、极化后电介质内的场强,25,相对电容率,四、电介质对电容器电容的影响,26,束缚电荷密度,27,问题: 如何计算有介质时介质内部的电场强度E ?,+q,-q,真空时:,填满介质时:,故有:,此式在我们界定的介质条

6、件下是普遍成立的.,28,当介质满足 （1）无限大均匀各向同性介质充满电场空间；或（2）各向同性均匀电介质的表面是等势面” 条件之一时：,计算电场强度的 一个简单办法是：,（1）先假设介质不存在，计算出自由电荷产生的电 场强度E0 ;,（2）再利用以下公式：,电介质中：,无电介质处：,29,例题,30,电介质的击穿,五、电介质的击穿,31,介质高斯定理,32,电位移矢量D,33,介质高斯例一,34,介质高斯例二,35,介质环路定理,电介质中的静电场环路定理,36,随堂小议,如图金属球 A 与同心球壳 B 组成电容器，球 A 带电荷 q 球壳 B 带电荷 Q，测得球与球壳的电势差为VAB，则电容器的电容值为,结束选择,q + Q,VAB,Q,VAB,q + Q,2