文档介绍：渊型县隧号旭炸脸蒜斧啼抒狐祈财辰蛛晶眉锋脓有富锨床啡子谐阔胳瘪宛工程电磁场第二章工程电磁场第二章
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第二章静电场的基本原理
库仑定律与电场强度
两个点电荷之间的作用力用下式表示
在真空中, 两个静止点电荷q1及q2之间的相互作用力的大小和q1与q2的乘积成正比,和它们之间距离R的平方成反比;作用力的方向沿着它们的联线,同号电荷相斥,异号电荷相吸。
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ε0是真空中的介电常数
电荷量的单位库仑,C
距离的单位米,m
力的单位牛,N
ε0的单位是法/米,F/m
库仑定律是静电场的基础,也是电磁场的基础
点电荷:只带电荷而没有形状和大小的物体。
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2. 电场强度
电荷在其周围产生电场,产生电场的电荷称为电场的源。
相对于观察者静止的电荷产生的电场,称为静电场。
真空中放置一个点电荷q,在其附近放置一个试验电荷q1。在静电场中的某一点(x, y,z),q1受到的作用力F与q1的电荷量成正比,而作用力F与q1电荷量的比值与试验电荷无关,我们定义表征静电场的基本场矢量电场强度为:
单位伏/米,V/m
点电荷q产生的电场强度
R是从点电荷所在的源点(x’,y’,z’)到场点(x,y,z)的距离;eR为源点到场点的单位矢量
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3. 分布电荷的电场强度
电场力的叠加原理
两个点电荷共同产生的电场强度
N个点电荷共同产生的电场强度
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线密度
面密度
体密度
电荷元
电荷元产生的电场强度与点电荷相同,是一个无穷小的量,积分可得整个源区所有电荷产生的电场强度
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线电荷、面电荷、体电荷产生的电场强度
例2-1-1真空中长度为2l的直线段,均匀带电,电荷线密度为τ。求线段外任一点P的电场强度。
解根据对称性分析,采用柱坐标系分析比较方便。
坐标的源点位于线段的中心,z轴与线段重合。场点P的坐标为(r, α, z),取电荷元τdz’,源点坐标为(0, α’, z’)
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电荷源在p点产生的电场强度的各分量为
场点坐标(r, α, z)是不变量,源点坐标(0, α’, z’)中z’是变量,统一用θ表示
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总的电场强度
若为无限长直导线
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