《charpt稳恒电流》PPT课件.ppt
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1、导电介质存在时的静电场与稳恒电流(综合求解)导电介质存在时的静电场与稳恒电流(综合求解)导电介质:导电介质:既能导电,又能被极化。既能导电,又能被极化。在导电介质两端加上电压时,导电介质内既有极化电荷的分布,在导电介质两端加上电压时,导电介质内既有极化电荷的分布,又有电流流过。因此,需要知道此时导电介质内电场和电流的分布。又有电流流过。因此,需要知道此时导电介质内电场和电流的分布。求解此类问题的三个基本方程:求解此类问题的三个基本方程:静电场的特点,电场的环路积分为零静电场的特点,电场的环路积分为零稳恒电流的要求稳恒电流的要求 静电场、稳恒电流时电流与电场的关系静电场、稳恒电流时电流与电场的关
2、系 边界关系:边界关系:界面两侧电场切向连续界面两侧电场切向连续 界面两侧电流密度法向连续界面两侧电流密度法向连续 如求界面上的电荷分布,还需要:如求界面上的电荷分布,还需要:总的电荷分布(自由电荷总的电荷分布(自由电荷+极化电荷)极化电荷)界面两侧电场法向关系界面两侧电场法向关系 自由电荷分布自由电荷分布 各向同性均匀导电介质各向同性均匀导电介质 平行板电容器极间充满两层均匀电介质,其厚度为平行板电容器极间充满两层均匀电介质,其厚度为d d 1 1和和d d 2 2,电导,电导率为率为1 1和和2 2,介电常数为,介电常数为1 1和和2 2 。设极间电压为。设极间电压为V V ,试计算:,试
3、计算:两极间电场强度的分布;两极间电场强度的分布;通过电容器的电流密度;通过电容器的电流密度;两介质分界面上的总电荷面密度;两介质分界面上的总电荷面密度;两介质分界面上的自由电荷面密度。两介质分界面上的自由电荷面密度。V 两同心导体球壳半径两同心导体球壳半径 abab ,球壳间充满电导率为,球壳间充满电导率为、介电常数、介电常数为为的均匀介质。设的均匀介质。设t t=0=0 时刻内球壳均匀带电时刻内球壳均匀带电q q ,外球壳不带,外球壳不带电,试计算电,试计算 介质中的电流强度;介质中的电流强度;电流总共产生多少焦耳热。电流总共产生多少焦耳热。高斯定理高斯定理 介质中单位体积的焦耳热功率为:
4、介质中单位体积的焦耳热功率为:从开始放电到放电结束,总的焦耳热为:从开始放电到放电结束,总的焦耳热为:I地面地面 球形电极球形电极一球形电极埋于地下,由一细导线流入电流一球形电极埋于地下,由一细导线流入电流I,设导线和电极为良导体且很细,大地为各向同设导线和电极为良导体且很细,大地为各向同 性均匀导电介质,电阻率为性均匀导电介质,电阻率为rr,相对介电常数,相对介电常数为为ee,求电极上的自由电荷量,求电极上的自由电荷量Q。考虑大地与电极接触面考虑大地与电极接触面D D线的边值关系线的边值关系 当细导线作为电极全部埋入某介质中时,若细导线的横截面当细导线作为电极全部埋入某介质中时,若细导线的横
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