马5静电场中的电介质

《马5静电场中的电介质》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、7.4静电场中的电介质一般来说，在电场中能与电场发生相互作用的物质，除导体外，我们统称为电介质。电介质是以极化方式而不是以传导方式传递电的作用的。理想的电介质是绝缘体。内部没有可以自由移动的电荷,因而不能导电。我们主要研究各向同性的电介质。一、一、电介质对电场的影响电介质对电场的影响电介质对电场的影响+Q-Q+Q_QE0E0结论：场充满了电介质后场强减弱了，原因是电E介质极化附加一反向电场。EEV真空中V0dV＜V0E＜E0电介质中V二、二、电介质的极化电介质的极化（一）、电介质极化的微观机制+电介质是由大量中性分

2、子组成有极分子+-固有电矩不为零无极分子+-固有电矩=0plq无外场时：有极分子无极分子无电场时热运动---紊乱电中性有电场时E有极分子介质有极分子介质E共同效果取向极化（转向极化）边缘出现电荷分布无极分子介质无极分子介质E+--+位移极化E称极化电荷或称束缚电荷由于电介质被极化，会产生极化电荷，产生一附加场，使原来的电场减弱，这就是静电计的指针变小的原因。（二）、描述极化强弱的物理量--极化强度PV电偶极子排列的有序程度反映了介质被极化的程度排列愈有序说明极化愈烈宏观上无限小微观上无限大的体积元V

3、pi每个分子的Plimipi电偶极矩V定义为该点的电极化强度。表示单位体积中的分子的电矩的矢量和。cSI单位m21.各向同性线性电介质1介质的电极化率介质的电极化率Pe0Eeree无量纲的纯数与E无关ε介质的相对介电常数介质的相对介电常数（介质的相对电容率）（介质的相对电容率）r空气，真空空气，真空εr12.各向异性线性电介质e与E及晶轴的方位有关张量描述（三）.极化强度P与极化电荷的关系在已极化的介质内任意作一闭合面SS将把位于S附近的电介质分子分为两部分一部分在S内一部分在S外电偶极矩

4、穿过电偶极矩穿过SS的分子对的分子对SS内的内的dS极化电荷有贡献极化电荷有贡献S1.小面元dS对面S内极化电荷的贡献外场Sd在dS附近薄层内认为介质均匀极化分子数lPqdqnldScos密度nPdScosPdS(Pnpenq)如果/2落在面内的Sd是负电荷dSP如果>/2落在面内的l是正电荷V小面元ds对面内极化电荷的贡献dqPdsPsdn2.在S所围的体积内的极化电荷q与P的关系此式表明：包围在闭合包围在闭合qPdS曲面的净的极化电荷等曲面的净

5、的极化电荷等S于电极化强度对该闭合于电极化强度对该闭合曲面的通量的负值。曲面的通量的负值。3.电介质表面极化电荷面密度内dSdqPdSPPdSnldSdqPnP^ndSPnpˆ^n介质外法线方向n电介质表面电荷面密度，在数值上等于该处电介质极化强度的外法向方向分量。（四）.自由电荷与极化电荷共同产生场例1介质细棒的一端放置一点电荷EE0EQ0q1q2P点的场强？共同产生P例2平行板电容器自由电荷面密度为0充满相对介电常数为的均匀各向同r性线性电介质00

6、r求:板内的场解:均匀极化表面出现束缚电荷内部的场由自由电荷和束缚电荷共同产生0E00共同产生单独0EE00000EEE0E(1)0orP1E(2)n0r联立0普遍？E0rE0Er均匀各向同性电介质E0E充满两个等势面之间r例3导体球带电Q，置于均匀各向同性0介质中如图示r1求：RRr21.场的分布21R2.紧贴导体球表面处的极化电荷03.两介质交界处的极化电荷解：1)场的分布P(1)E0

7、0rr1rR2E42^rP0r14r02)求紧贴导体球表面处的极化电荷0PPn^ˆPnr1rRn^p0Qr2120r14R0r1012r1q4RQ0r13)两介质交界处极化电荷'p

8、pr1r223QQ()1()10r120r224R4R0r110r21Q0r2r1()24Rr1r2014）最外层（自解）各向同性线性电介质均匀充满两个等势面间思路：思路：E0EEP1E00rr