《靜電場中的導體》PPT課件.ppt

一靜電平衡條件 感應電荷電場與外電場疊加使導體內電場為零 電子不再定向運動 導體球外電場為外電場和感應電荷電場的疊加 靜電感應和靜電平衡 1 靜電感應 由外電場引起的導體表面電荷的重新分布 2 靜電平衡 導體內部和表面沒有電荷的宏觀定向運動 靜電感應過程 E 0 E 0 靜電感應過程 E 0 靜電感應過程 E 0 靜電感應過程 E 0 靜電感應過程 E 0 靜電感應過程 E 0 靜電感應過程 E 0 靜電感應過程 E 0 靜電感應過程 E 0 靜電感應過程 E 0 靜電感應過程 靜電感應最終達到靜電平衡狀態(tài) 靜電平衡條件 1 導體內部任何一點處的電場強度為零 2 導體表面處的電場強度的方向 都與導體表面垂直 導體表面是等勢面 導體內部電勢相等 二靜電平衡時導體上電荷的分布 結論導體內部無電荷 1實心導體 2有空腔導體 空腔內無電荷 電荷分布在表面上 問內表面上有電荷嗎 若內表面帶電 所以內表面不帶電 結論電荷分布在外表面上 內表面無電荷 導體是等勢體 空腔內有電荷 電荷分布在表面上 問內表面上有電荷嗎 結論當空腔內有電荷時 內表面因靜電感應出現(xiàn)等值異號的電荷 外表面增加感應電荷 電荷守恒 為表面電荷面密度 作錢幣形高斯面S 3導體表面電場強度與電荷面密度的關系 表面電場強度的大小與該表面電荷面密度成正比 注意導體表面電荷分布與導體形狀以及周圍環(huán)境有關 4導體表面電荷分布 帶電導體尖端附近電場最強 帶電導體尖端附近的電場特別大 可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而成為導體產(chǎn)生放電現(xiàn)象 即尖端放電 尖端放電會損耗電能 還會干擾精密測量和對通訊產(chǎn)生危害 然而尖端放電也有很廣泛的應用 尖端放電現(xiàn)象 尖端放電現(xiàn)象的利與弊 尖端放電會損耗電能 還會干擾精密測量和對通訊產(chǎn)生危害 然而尖端放電也有很廣泛的應用 尖端放電現(xiàn)象的利與弊 尖端放電現(xiàn)象 導體表面曲率半徑愈小處 即曲率愈大處 電荷面密度愈大 電場也愈大 以致空氣被擊穿 從而形成尖端放電 在高壓設備中 為了防止因尖端放電而引起的危險和漏電造成的損失 具有高電壓的零部件的表面必須做得十分光滑并盡可能做成球面 人們還可以利用尖端放電 例如 火花放電設備的電極往往做成尖端形狀 避雷針也是利用尖端的緩慢放電而避免 雷擊 的 避雷針 云層和大地間的閃電 閃電的圖片 雷擊大橋 遭雷擊后的草地 避雷注意事項 1 發(fā)生強對流天氣時 如果在室外 應立即尋找蔽護所 如裝有避雷針的 鋼架的或鋼盤混凝土建筑物 作為避雷場所 具有完整金屬車廂的車輛也可以利用 如找不到合適的避雷場所時 應采用盡量降低重心和減少人體與地面的接觸面積 可蹲下 雙腳并攏 手放膝上 身向前屈 千萬不要躺在地上 壕溝或土坑里 如披上雨衣 防雷效果更好 2 如果在野外 千萬不要靠近空曠地帶或山頂上的孤樹 這里最易受到雷擊 不要呆在開闊的水域和小船上 高樹林子的邊緣 電線 旗桿的周圍和干草堆 帳篷等無避雷設備的高大物體附近 鐵軌 長金屬欄桿和其它龐大的金屬物體近旁 山頂 制高點等場所也不能停留 另外 在野外的人群 無論是運動的 還是靜止的 都應拉開幾米的距離 不要擠在一起 也可躲在較大的山洞里 避雷注意事項 3 雷電期間 最好不要騎馬 騎自行車和摩托車 不要協(xié)帶金屬物體在露天行走 不要靠近避雷設備的任何部分 不要打手機 4 注意當您頭發(fā)豎起或皮膚發(fā)生顫動時 可能要發(fā)生雷擊了 要立即倒在地上 受到雷擊的人可能被燒傷或嚴重休克 但身上并不帶電 可以安全地加以處理 5 如有強雷鳴閃電時您正巧在家里 建議無特殊需要 不要冒險外出 將門窗關閉 盡量不要使用設有外接天線的收音機和電視機 不要接打電話 三靜電屏蔽 1屏蔽外電場 空腔導體可以屏蔽外電場 使空腔內物體不受外電場影響 這時 整個空腔導體和腔內的電勢也必處處相等 接地空腔導體將使外部空間不受空腔內的電場影響 問 空間各部分的電場強度如何分布 接地導體電勢為零 2屏蔽腔內電場 空腔導體可屏蔽外電場接地的空腔導體可屏蔽腔內電場 四 有導體存在時場強和電勢的計算 關于靜電屏蔽 1 靜電平衡的條件 2 基本性質方程 3 電荷守恒定律 例 兩塊大導體平板 面積為S 分別帶電q1和q2 兩極板間距遠小于平板的線度