静电场中的电介质课件.ppt

《静电场中的电介质课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、+++++++-------一电介质对电容的影响相对电容率相对电容率电容率+++++++-------第六章静电场中的电介质电介质：即绝缘体分子中的正负电荷束缚得很紧，介质内部几乎没有自由电荷。二电介质的极化两大类电介质分子结构：分子的正、负电荷中心在无外场时重合，不存在固有分子电偶极矩。1.无极分子：分子的正、负电荷中心在无外场时不重合，分子存在固有电偶极矩。2.有极分子：H2O=CH4=二电介质的极化无极分子电介质：（氢、甲烷、石蜡等）有极分子电介质：（水、有机玻璃等）在外电场的作用下，介质表面产生电荷的现象称为电介质的极化。在介质表面产生的电荷称为极化电荷

2、或称束缚电荷。1.无极分子的位移极化±±±±±±±±±±±±±±±+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-1）位移极化是分子的等效正负电荷作用中心在电场作用下发生位移的现象。2）均匀介质极化时在介质表面出现极化电荷，而非均匀介质极化时，介质的表面及内部均可出现极化电荷。2.有极分子的取向极化+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-有极分子在外场中发生偏转而产生的极化称为取向极化。+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-2º束缚电荷与自由电荷在激发电场方面，具有同等的地位。1º对均匀电介质体内无净电荷，束缚电荷只出现在表面上。外电场：极

3、化电荷产生的电场：介质内的电场：击穿：在强电场作用下电介质变成导体的现象。空气的击穿电场强度约为：矿物油的击穿电场强度约为：云母的击穿电场强度约为：二、介质中的高斯定理带电球体外充满均匀的电介质，在靠近球体的电介质表面出现极化电荷则电介质中的场强为：比较可得：电位移矢量介质中的高斯定理电位移矢量的通量介质中的高斯定理：穿出某一闭合曲面的电位移矢量的通量等于这个曲面所包围的“自由电荷”的代数和。例1.一个带正电的金属球，半径为R电量为q，浸在一个大油箱中，油的相对介电常数为r。求E、U(r)。分析：电荷q及电介质呈球对称分布则E、D也为球对称分布解：取半径为r的

4、高斯同心球面r

5、导体，由两极板组成1电容器的分类两个带有等量异号电荷的导体所组成的系统2电容器的电容电容器的电容为电容器一块极板所带电荷Q与两极板电势差的比值.电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关，与所带电荷量无关.3电容器电容的计算（1）设两极板分别带电Q（3）求两极板间的电势差U（4）由C=Q/U求C（2）求两极板间的电场强度++++++------例1平行平板电容器解例2圆柱形电容器设两圆柱面单位长度上分别带电解++++----++++----例3　球形电容器的电容设内外球带分别带电Q＋＋＋＋＋＋＋＋解孤立导体球电容(2)在电路中，一个电容器的电容

6、量或耐压能力不够时，可采用多个电容连接：如增大电容，可将多个电容并联：…若增强耐压，可将多个电容串联：…耐压强度：但是电容减小：C的大小耐压能力常用电容：100F25V、470pF60V(1)衡量一个实际的电容器的性能主要指标7三电容器的并联和串联一　电容器的电能+++++++++---------+6－5静电场的能量能量密度二静电场的能量　能量密度电场空间所存储的能量电场能量密度例1如图所示,球形电容器的内、外半径分别为和　，所带电荷为　　．若在两球壳间充以电容率为的电介质，问此电容器贮存的电场能量为多少？解（球形电容器电容）讨论（1）（2）（孤立导体球贮存

7、的能量）计算某一空间体积内电场能量的方法（1）用高斯定理求分布;（2）写出，取体积元dV;（3）积分