注册电气工程师(供配电)专业基础考试学习资料恒定电流电场.ppt

电 磁 场 理 论,注册电气工程师考试辅导,恒定电流的电场,考试大纲要求：7 恒定电场7.1 掌握恒定电流、恒定电场、电流密度的概念7.2 掌握微分形式的欧姆定律、焦耳定律、恒定电场的基本方程和分界面上的衔接条件，能正确地分析和计算恒定电场问题7.3 掌握电导和接地电阻的概念，并能计算几种典型接地电极系统的接地电阻,电流密度电荷守恒定律欧姆定律的微分形式焦耳定律恒定电流场的基本方程恒定电流场的边界条件恒定电流场与静电场的比拟,（1）电流密度,稳恒电流：通过任一导体截面的电流 强度不随时间变化的电流一.电流的形成,1.电流：大量带电粒子的定向运动,2.形成电流的带电粒子统称为载流子,3.传导电流形成的条件：导体内必须有可以移动的电荷导体两端有电势差，即电压4.电流方向：正电荷定向运动的方向5.电流是标量，所谓的“电流的方向”只是指电流的流向而已,（2）电荷守恒定律,（3）欧姆定律的微分形式,一.电源,电容器放电过程：正电荷从A板经导线移到B板，与B板上负电荷中和,-不能形成稳恒电流,电源：提供非静电力的装置-将正电荷从低电势处移到高电势处,二.电动势,单位：伏特(V),1.电源电动势：在电源内部，将单位正电荷从负极移到正极，非静电力所作的功,2.方向：电源内从负极到正极的方向,-电源内电势升高的方向,讨论：电动势和电势是两个不同的物理量电动势：与非静电力的功相联系电势：与静电力的功相联系,3.当非静电力存在于整个电流回路中时，回路中的电动势为,-非静电场是一个非保守性场,（4）焦耳定律,（5）恒定电流场的基本方程,（6）恒定电流场的边界条件,（7）恒定电流场与静电场 的比拟,表2 两种场对应物理量,静电场,导电媒质中恒定电场（电源外）,E,E,D,J,I,q,两种场各物理量所满足的方程一样，若边界条件也相同，那么，通过对一个场的求解或实验研究，利用对应量关系便可得到另一个场的解。,电导的计算,1. 直接用电流场计算,电导与接地电阻,设,设,当恒定电场与静电场边界条件相同时，用静电比拟法，由电容计算电导。,恒定电场：G电导 电导率 静电场：C电容 介电常数静电系统的部分电容可与多导体电极系统的部分电导相互比拟。,2.静电比拟法,即,例 求同轴电缆的绝缘电阻。设内外的半径分别为R1、R2，长度为 ,中间媒质的电导率为 ，介电常数为 。,解法一 直接用电流场的计算方法,设,电导,绝缘电阻,解法二 静电比拟法,由静电场解得,则根据,关系式得,同轴电缆电导,绝缘电阻,（上一节中圆柱电容器计算）,1. 深埋球形接地器,解：深埋接地器可不考虑地面影响,其电流场可与无限大区域 的孤立圆球的电流场相似。,接地电阻,图 深埋球形接地器,接地电阻,安全接地与工作接地的概念,接地器电阻接地器与土壤之间的接触电阻土壤电阻（接地电阻以此电阻为主）,解法一 直接用电流场的计算方法,解法二 静电比拟法,图 深埋球形接地器,（参考静电场电容计算）,实际电导,接地器接地电阻,2. 浅埋半球形接地器,解：此时由静电比拟,图 浅埋半球形接地器,为保护人畜安全起见,（危险电压取40V),在电力系统的接地体附近，要注意危险区。,相应,为危险区半径,3. 跨步电压,图 半球形接地器的危险区,以浅埋半球接地器为例,