1、带电导体球的场分布 等位体导体球E0导体内EDsD dSq特征方程 静电场中,平衡状态下,导体内部电场处处为0.导体所带的含净电荷一定分布于表面;导体是等势体,导体表面是等势面;等势面与电力线相垂直例2.7。导体内部E=0,所以在球壳内表面感应出电荷-q,球壳外表面带电荷+q,各部分利用高斯定理求场,再求电位2.4 静电场中的介质 介质(Dielectric,与导体相对,绝缘体)内部没有自由电子,它的所有带电粒子受很强的内部约束力束缚着,因此称为束缚电荷(Bound Charge)。在 外 加 电 场 力 的 作 用 下,介 质 会 极 化(Polarized)。极化的结果是在电介质的内部和表
2、面形成极化电荷,这些极化电荷在介质内激发出与外电场方向相反的电场,从而使介质中的电场不同于介质外的电场。电介质的极化(a)正常状态下正负电荷中心重合;(b)极化电介质的等效电偶极矩外加电场外加电场(a)(b)介质极化后某点的场 P(r)rrRVd O如果介质中除了束缚电荷密度还有自由电荷密度,则介质中的电场 E是自由电荷和束缚电荷共同作用的结果,即VbP 00VVbVPE也就是任意媒质中的电通量密度的定义:束缚电荷面密度束缚电荷体密度psP n0()VEP00rDEEEP 在任意介质中,静电场满足下列方程式:fcSqSdD在真空中,r=1,因此有例2.8。利用上面介质中的高斯定理先求D,然后除
3、以介电常数求E,再求极化PEEDr00DE 介质中的电位移 DisplacementEEDr0r0pcfcSqqSdE0pcfcEfcSqSdDfcD电介质的介电常数和击穿强度电介质的介电常数和击穿强度 例例 一个半径为a的导体球,带电量为Q,在导体球外套有外半径为b的同心介质球壳,壳外是空气,如图所示。求空间任一点的D、E、P以及束缚电荷密度。(分清那是导体,导体内场强为0)解:解:24rQDer(ra)介质内(arb):2021414rrrrQEDerQPDEer200140rQEDerP介质外(br):介质内表面(r=a)的束缚电荷面密度:214rSPrrQP nP ea 介质外表面(r=b)的束缚电荷面密度:214rSPrrQP nP eb