资源简介

(共13张PPT)
静电场中的导体和电介质
内容概述
1. 导体的静电平衡条件及基本性质
2. 导体空腔与静电屏蔽
有导体存在时静电场的分析与计算
（电荷、电场强度、电势）
一、静电场中的导体
1. 物质的电结构
填充在最外层的电子与核的结合较弱，容易摆脱原子核的束缚成为自由电子 ——价电子。
导体：
电介质：
电子数密度很大，约为1022个/cm3
基本上没有参与导电的自由电子
自由电子数密度较小,约为 1012～1019个/cm3
绝缘体:
半导体:
2. 导体的静电平衡条件
（1）物理图像
导体（自由电荷）
相互作用
静电场（ ）
↑
自由电荷
重新分布
↓
静电场重新分布
（附加电场 ）
（2）静电平衡状态：
导体内部和表面无电荷的定向移动
（电荷分布不随时间变化）
2. 导体的静电平衡条件
（3）静电平衡条件：
导体内部各点场强为零
3. 静电平衡时导体的基本性质
（3）导体表面邻近处的场强必定和导体表面垂直。
（1）导体内部各处无净电荷，电荷只分布在表面；
高斯面
（因为电场线与等势面处处正交）
（2）导体是等势体，导体表面是等势面；
4. 导体表面的电场和电荷
（1）
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
导体表面外侧紧邻表面处的电场强度大小与该处的电荷面密度成正比。
“导体表面外某处的电场仅由导体上紧邻该点的电荷产生吗？”
作扁圆柱形高斯面 S
→
思考与讨论：
NO! 由导体上所有电荷产生。
4. 导体表面的电场和电荷
（2）导体表面曲率对电荷分布的影响
孤立导体处于静电平衡时，其表面的电荷密度
与表面曲率有关。
9
归一化条件
10
得
波动方程
11
概率密度
能量
波函数
4. 导体表面的电场和电荷
尖端附近的强电场引起空气电离。
尖端放电及其应用：
A. 电风实验
B. 避雷针的原理
C. 高压设备中的电极通常做成直径较大的光滑球形
4. 导体表面的电场和电荷
电晕现象是强电场作用下导线周围空气产生的电离现象。导体表面的电场强度超过某一定数值时，就会产生电晕。

展开更多......

收起↑