電路課件第8章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)

電路ppt課件第8章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)目錄contents靜電場中的導(dǎo)體電介質(zhì)電容器的靜電場靜電場的邊界條件01靜電場中的導(dǎo)體靜電平衡條件導(dǎo)體內(nèi)部場強為零；導(dǎo)體表面場強垂直于導(dǎo)體表面；導(dǎo)體表面電荷密度與導(dǎo)體表面的曲率成正比。靜電平衡狀態(tài)定義導(dǎo)體在靜電場中，自由電荷受到電場力作用而移動，最終達(dá)到動態(tài)平衡的狀態(tài)。此時導(dǎo)體內(nèi)部場強為零，電荷只分布在導(dǎo)體表面。靜電平衡特點靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個等位體，其內(nèi)部電場為零；導(dǎo)體表面場強不為零，方向垂直于導(dǎo)體表面；導(dǎo)體表面電荷密度與導(dǎo)體表面的曲率成正比。導(dǎo)體的靜電平衡狀態(tài)

導(dǎo)體的靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)定義當(dāng)導(dǎo)體放入靜電場中，導(dǎo)體表面會出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象。靜電感應(yīng)是導(dǎo)體中自由電荷在電場力作用下重新分布的結(jié)果。靜電感應(yīng)過程當(dāng)導(dǎo)體放入靜電場中，導(dǎo)體表面的自由電荷受到電場力作用而移動，使得導(dǎo)體表面電荷重新分布，直到達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。靜電感應(yīng)的應(yīng)用利用靜電感應(yīng)可以檢測物體表面的電荷分布和電場強度；在電子器件中，可以利用靜電感應(yīng)效應(yīng)來控制電流和電壓。利用導(dǎo)體的靜電感應(yīng)作用，將外電場的干擾隔離在一定區(qū)域內(nèi)，以保護(hù)其中的電子設(shè)備和敏感元件不受影響。靜電屏蔽定義當(dāng)外部電場對導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電場時，感應(yīng)電場與外部電場相互抵消，使得導(dǎo)體內(nèi)部的電場為零，從而實現(xiàn)靜電屏蔽。靜電屏蔽原理在電子設(shè)備和儀器中，可以利用靜電屏蔽來隔離外部電場干擾；在高壓輸電線路中，靜電屏蔽可以防止電擊和電磁干擾。靜電屏蔽的應(yīng)用導(dǎo)體的靜電屏蔽02電介質(zhì)電介質(zhì)在電場作用下通常表現(xiàn)為絕緣體，能夠阻止電流通過。電絕緣性光學(xué)性質(zhì)熱穩(wěn)定性電介質(zhì)在光場作用下具有折射、反射、吸收等光學(xué)性質(zhì)。電介質(zhì)在高溫下不易分解或燃燒，具有良好的熱穩(wěn)定性。030201電介質(zhì)的基本性質(zhì)電介質(zhì)分子在電場作用下會發(fā)生定向排列，形成偶極子，產(chǎn)生極化現(xiàn)象。偶極子極化在強電場作用下，電介質(zhì)內(nèi)部的正負(fù)電荷會發(fā)生相對位移，形成空間電荷，產(chǎn)生空間電荷極化?？臻g電荷極化電介質(zhì)與電極接觸的界面上會發(fā)生電荷聚集，形成界面極化。界面極化電介質(zhì)的極化漏導(dǎo)電流在電場作用下，電介質(zhì)中的帶電粒子會發(fā)生遷移形成電流，稱為漏導(dǎo)電流。電場擊穿當(dāng)電場強度超過一定值時，電介質(zhì)中的漏導(dǎo)電流會急劇增加，導(dǎo)致電介質(zhì)失去絕緣性能，發(fā)生電擊穿現(xiàn)象。電導(dǎo)率電介質(zhì)中的帶電粒子在電場作用下會發(fā)生遷移，形成電流，電導(dǎo)率是衡量電介質(zhì)導(dǎo)電性能的參數(shù)。電介質(zhì)的電導(dǎo)03電容器的靜電場123電容器是容納電荷的元件，其電容是指電容器容納電荷的本領(lǐng)，用字母C表示。定義法拉，簡稱法，符號F。單位C=εS/4πkd，其中ε為電介質(zhì)介電常數(shù)，S為正對面積，k為靜電力常量，d為兩極板間距。計算公式電容器的電容定義電容器中的電場能量是指電容器中儲存的電能，用字母W表示。單位焦耳，簡稱焦，符號J。計算公式W=1/2CV2，其中C為電容器的電容，V為電容器兩端電壓。電容器的電場能量電容器中單位體積內(nèi)的電場能量稱為電場能量密度。定義焦耳/立方米，簡稱焦/米3。單位w=1/2ε0E2，其中ε0為真空中的介電常數(shù)，E為電場強度。計算公式電容器的電場能量密度04靜電場的邊界條件導(dǎo)體和電介質(zhì)分界面上，電荷密度連續(xù)且無凈電荷積累。電荷守恒導(dǎo)體和電介質(zhì)分界面上，電場線連續(xù)無間斷。電場線連續(xù)導(dǎo)體和電介質(zhì)分界面上，電場切向分量連續(xù)，無跳躍。切向電場分量連續(xù)導(dǎo)體和電介質(zhì)的分界面條件電荷守恒導(dǎo)體和真空分界面上，電場線連續(xù)無間斷。電場線連續(xù)切向電場分量連續(xù)導(dǎo)體和真空分界面上，電場切向分量連續(xù)，無跳躍。導(dǎo)體和真空分界面上，電荷密度連續(xù)且無凈電荷積累。導(dǎo)體和真空的分界面條件03切向電場分量連續(xù)電介質(zhì)和真空分界面上，電場切向分量連續(xù)，無跳躍。01電