静电场中的导体()

静态场的应用静电分离SteadyFieldApplications静电喷涂

1第12章导体电学12.1静电场中的导体12.2电容和电容器12.3传导电流12.4电动势稳恒电场212.1静电场中的导体

(electrostaticequilibriumofconductor）一.金属导体模型自由电子二.静电感应现象在外电场的作用下，导体中的自由电子重新分布而呈现出带电的现象。3三.导体的静电平衡导体内部和表面都无电荷定向移动时的状态.四.导体的静电平衡条件表面E内=0E表表面用电势表示：静电平衡时的导体是等势体,其表面是等势面.等势体等势面4接地

(ground)

：q1q2大地（等势体）(等势区)无限远取得与无限远相同的电势（通常取为零）。5五.静电平衡时导体上的电荷分布规律1.导体静电平衡时电荷分布在表面★实心导体：

S是任意的。令S→0，则必有内=0。内=0SV理由：6外E内内S内★

导体壳：S外可不为零,但内和E内必为零。理由：在导体中包围空腔选取若内0，则内必有正负

与导体静电平衡矛盾E线从正电荷到负电荷只能内=0，且腔内无E线=0=0只能

E内

=0。S:7外q内表E内内q

0

0★导体壳内有电荷：外可不为0,但必有内0，理由：在导体中包围空腔做高斯面S

=-qS82.表面场强与面电荷密度的关系小扁柱体表面为S3.孤立导体表面电荷分布的特点孤立导体:曲率越大处,面电荷密度也越大尖端放电(pointdischarge)9空气中的直流高压放电：10闪电：雷击大桥遭雷击后的草地11俘获闪电：激光束引起空气电离，使闪电改道.Z形通道被迫冲向云层120六.有导体存在时静电场的分析与计算依据：静电平衡条件，12求导体板两表面的面电荷密度。

解:1、2电荷守恒：导体内场强为零：

电荷守恒，高斯定理。E２

E１

E0平行放置一大的不带电导体平板。例1：面电荷密度为0的均匀带电大平板旁，1+

2=0E0+E1-E2=013例2:两个无限大带电平板平行放置，面积为S，带电量分别为Q、-Q。求静电平衡时，板上电荷分布及周围电场分布.解：解得方向向右；求电场分布？14例3一个带电金属球半径R1,带电量q1

,放在另一个带电球壳内,其内外半径分别为R2、R3，球壳带电量为q，试求此系统的电荷、电场分布以及球与球壳间的电势差。如果用导线将球壳和球接一下又将如何？解：高斯面设球壳内外表面电量：15如果用导线将球和球壳接一下，球壳外表面16七.静电屏蔽（electrostaticshielding）1.静电平衡下空腔导体的性质(1)第一类空腔(金属空腔导体内部无带电体)+qV=C1V=C117(2)第二类空腔(金属空腔导体内部有带电体)+q-q+q-qV=？18+q-q+Q结论：①封闭导体壳屏蔽了壳外电荷对壳内的影响。②接地导体壳可屏蔽壳内、外电荷间的相互影响。19

空腔导体壳接地与否，外界均对壳内电场无任何影响，腔外表面的电荷分布不影响腔内电场分布；但是腔内有无电荷对腔外有不同的影响。例如：输弱信号的导线外，使用由金属丝编织的屏蔽线层；精密电子测量仪外，建金属屏蔽室；高压设备周围都用金属栅网接地做保护，它起静电屏蔽作用，内外互不影响。20屏蔽室门21屏蔽室门（双层铜皮）22屏蔽室接地电阻（深度20m）23高压大厅网状接地电阻（深度1米）24汽车是个静电屏