工程电磁场高斯定律教学课件_第1页
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1-2高斯定律根据物体的静电表现,可分为三类:导电体(导体)、绝缘体(电介质)、半导体。1.导体存在大量的可自由移动的电荷conductor2.绝缘体理论上认为一个自由移动的电荷也没有也称电介质dielectric3.半导体介于上述两者之间semiconductor一.导体的静电平衡条件1.静电平衡electrostaticequilibrium导体内部和表面无自由电荷的定向移动,说导体处于静电平衡状态2导体静电平衡的条件E内3导体为一等位体,导体表面必为等位面。4.导体表面上的E必垂直于表面。5导体如带电,电荷只能分布于其表面。导体静电平衡时,导体各点电势相等即导体是等势体,表面是等势面。b证:在导体上任取两点a和bja-jb=oe?c0a=j导体等势是导体体内电场强静电平衡条件度处处为零的必然结果的另一种表述二、电介质及其极化polarization1极化介质所产生的电位无外场时:④有电场时:q电偶极子排列的有序程度反映了介质被极化的程度排列愈有序说明极化愈烈单个电偶极子电位DV内多个电偶极子电位:gdcosgprep4πeaR邋p4erD4meoR2Dv’4eoR2.描述极化强弱的物理量一极化强度P∠△V定义n△V宏观上无限小微观上无限大的体积元Dv每个分子的单位其中:P;电偶极矩实验结果表明,在各向同性、线性、均匀介质中P=xEx—电介质的极化率体积v内电偶极子产生的电位矢量恒等式:P(r')RAdvV(uF)=uV.F+FVu3极化强度P与极化电荷的关系极化电介质所产生的电位等于电荷面密度为on的面积电荷与电荷体密度为P的体积电荷共同产生的电位。VIP电荷守恒定律:(q)=∫P+Ps=0电介质对电场的影响可归结为极化化后极化电荷或电偶极子在真空中所产生的作用。匀强电场三、电通量(electricflux)藉助电力线认识电通量E通过任一面的电力线条数通过任意面积元的电通量dy=EdS通过任意曲面的电通量怎么计算?把曲面分成许多个面积元每一面元处视为匀强电场edE·dS正与负eds*d=E·dS取决于面元的法线方向的选取如面元正方向向上知E·ds>0若如红色虚线箭头所示则E·ds<0通过闭合面的电通量=9E·dS规定:面元方向由闭合面内指向面外如=5E·dS确定的值EE·<0电力线穿入S、+E.>0电力线穿出S四、静电场的高斯定理Gauss

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