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电场 电场强度

2017-03-23 10:43分类:电子技术 阅读:

 

一、电场
存在于电荷周围的分外物质叫电场。但凡有电荷的本地,周围就存在,即任何电荷都在自个的周围空间激起电场;而电场的根柢性质是,它对处于其间的任何其它电荷都有力的作用,这个力叫电场力。

因而,电荷与电荷之间是经过电场互相作用的。
电场虽然不象原子、分子构成的什物那样看得见,摸得着,但近代物理的翻开证实,它具有一系列物质的特征,如具有能量、动量,能施于电荷的作用力等等,因而能被咱们所感受。因而,电场是一种客观存在,是物质存在的一种方法。电场仅仅广泛存在的电磁场的一种方法。电磁场的物质性在它处于灵敏改动的状况下才干更显着地体现出来,这个疑问到了电动力学才进行详细的谈论。本章只谈论有关于查询者接连的电荷在其周围空间激起的电场,即静电场。

二、电场强度矢量
1、界说 点击观看演示动画
关于电场中任一固定点,查验电荷所受电场力与查验电荷的电量的比值无关,它反映了电场在点的性质。咱们把它界说为电场强度矢量,简称场强,用 标明,即

界说:电场任一点的电场强度是一矢量,其巨细是单位电荷在该点所受电场力的巨细,其方向与正电荷在该点所受的电场力的方向一同。
单位:牛顿/库仑(N/C),伏特/米(V/m)。
假定电场中各点场强的巨细和方向均一样,这么的电场称为均匀场,其场强矢量是互相平行的直线。


2、点电荷的场强
处有一点电荷 ,在 处放一查验电荷,点电荷 之间的互相作用力为

依据场强的界说, 点的场强为

时,点的场强沿矢径方向违背源点 ;当 时, 点的场强 沿矢径方向指向源点
三、场强叠加原理 点击观看演示动画
设空间有一组点电荷,它们独自存在时对查验电荷 的电场力别离为 , 则

依据场强的界说,得

式中 别离代表 独自存在时所激起的电场在点的场强。

定论:一组点电荷所激起的电场在任一点的场强,等于各个点电荷独自存在时所激起的电场在该点场强的矢量和。这个定论叫电场强度矢量叠加原理,简称场强叠加原理。
四、场强的核算
1、点电荷和点电荷系的场强

点电荷

点电荷系


例:求电偶极子的场强。点击观看演示动画

(1)连线延伸线上点的场强

点电荷 存在时在 点发作的场强巨细为

(方向向右)

(方向向左)


合场强的巨细为

因为 ,所以
(方向向右)
(2)中垂线上点的场强
点电荷 存在时在点发作的场强巨细为

合场强的巨细为

所以,合场强的巨细为

因为 ,那么

电偶极子的场强只与的乘积有关,这一乘积反映电偶极子的根柢性质,它是一个描绘电偶极子特征的物理量。咱们将 界说为电偶极矩,其间的方向是由指向。这么,电偶极子的场强公式能够写为:
在延伸线上:

在中垂线上:
2、电荷接连散布带电体的场强
(1)电荷的体散布 点击观看演示动画
设有一电荷接连散布的带电体,电荷体密度为,在带电体中取一体积元 ,则该体积元中的体电荷元为 ,它发作的场强为

由场强叠加原理,得悉数带电体发作的场强为

(2)电荷的面散布 点击观看演示动画
设有一电荷接连散布的带电面,电荷面密度为 。在带电面中取一面积元,则该面积元中的面电荷元为 ,它发作的场强为

由场强叠加原理,得悉数带电面发作的场强为


(3)电荷的线散布 点击观看演示动画
有一电荷接连散布的带电导线,电荷线密度为 ,在带电导线中取一线段元,则该线段元中的电荷元为 ,它发作的场强为

由场强叠加原理,得整根带电导线发作的场强为

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