注册电气工程师(供配电)专业基础考试学习资料真空中的静电场.ppt
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1、电 磁 场 理 论,注册电气工程师考试辅导,教学参考书目1电磁场与电磁波 谢处方 等编 高等教育出版社 1999.62电磁学 赵凯华 编 高等教育出版社 1985.63电磁场与电磁波周克定 等译 机械工业出版社 2000.84电磁场理论基础牛中奇 等编 电子工业出版社 2001.15工程电磁场基础 孙敏 等编 科学出版社 2001.8,静 电 场,考试大纲要求: 6 静电场6.1 掌握电场强度、电位的概念6.2 了解应用高斯定律计算具有对称性分布的静电场问题6.3 了解静电场边值问题的镜像法和电轴法,并能掌握几种典型情形的电场计算6.4 了解电场力及其计算6.5 掌握电容和部分电容的概念,了解
2、简单形状电极结构电容的计算,1.库仑定律与电场强度,1.1 库仑定律,# 电荷,静电场的,源 (场源),库仑定律,(实验定律,适用于点电荷),点电荷:,受 的力,真空介电常数,大小:,方向:,和 同号相斥,异号相吸.,1.2 电场强度,(1)试验电荷,点电荷 电荷足够小,(2)电场强度,电荷q受电场力:,定义: 单位正试验电荷所受的电场力,是定义式,既适用于介质,也适用于多 电荷系统。,匀强电场:E的大小、方向均相同的电场。,一、点电荷电场强度,+,电场强度的计算,二 电场强度叠加原理,点电荷系的电场,点电荷系电场中某点总场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强矢量和。,静电场强叠加原理,体
3、电荷密度面电荷密度线电荷密度,三、带电体电荷连续分布,如图所示,把带电体看作是由许多个电荷元组成,然后利用场强叠加原理求解。,四、直接求和法求场强,优缺点:普适,积分困难。,步骤:,建立便于计算的坐标系;分析任意电荷元的dE,投影到坐标轴,写出dEx、dEy、dEz。有时,通过对称性分析,可省去某一分量的积分;确定上下限,积分求场强。,解:,取:,统一变量:,讨论:场点,无限长带电直线场强,半无限长的场强,例2: 正电荷q均匀分布在半径为R的圆环上. 计算通过环心点O并垂直圆环平面的轴线上任一点P处的电场强度.,解,由于,带电圆环轴线场强,讨论,(1) 当 x=0, 即在圆环中心处,,当 x,
4、(2)当 时,,带电圆环看作一个点电荷,(3),例3: 无限大均匀带电平面的电场强度。,解,无限大均匀带电平面场强,结论:,无限大带电平面产生与平面垂直的均匀电场,2. 两平行无限大带电平面( )的电场,两平面间两平面外侧,+,=,2.高斯定理,1. 电场线画法规定:,为直观定性描绘电场分布而在电场中人为作出的曲线。,(1)切向表示 的方向。,(2)密度表示 的大小。,一、电场线,2. 电场线的性质,(1)电场线始于正电荷(或无穷远)止于负电荷(或无穷远),不在无电荷处中断;,(2)电场线不形成单一绕行方向的闭合曲线;,(3)任两条电场线不相交。,一对点电荷的场,单个点电荷的场,3. 典型的电
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