清华大学自用 大学物理一 教学课件第十章 静电场中的电介质.ppt
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1、静电场中的 电介质,第 十 章,分子中的正负电荷束缚的很紧,介质内部几乎没有自由电荷。,电介质的特点:,电介质:,(常温下电阻率大于107欧米),电阻率很大,导电能力很差的物质,即绝缘体。,电介质对电场的影响 相对电容率,10-2 电介质的极化,1、无极分子的位移极化,2、有极分子的转向极化,外电场:,极化电荷产生的电场:,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:,金属导体和电介质比较,极化强度,电极化强度 是反映介质极化程度的物理量。,没极化:,极化时:,+ + + + + + + + + +
2、+,- - - - - - - - - - -,电极化强度,极化电荷与自由电荷的关系,+ + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - -,- - - - -,+ + + + +,电极化强度通过任意封闭曲面的通量:,10-3 D的高斯定理,封闭曲面S所包围的自由电荷。,封闭曲面S所包围的极化电荷。,有介质时静电场的计算,1. 根据介质中的高斯定理计算出电位移矢量。,2. 根据电场强度与电位移矢量的关系计算场强。,例 把一块相对电容率r =3的电介质,放在相距d=1mm的两平行带电平板之间. 放入之前,两板的电势差是1000V . 试求两板间电介质内的电场强度E
3、 ,电极化强度P ,板和电介质 的电荷面密度, 电介质内的电位 移D.,解,r =3,d=1mm,U=1000V,r =3,d=1mm,U=1000V,例 图中是由半径为R1的长直圆柱导体和同轴的半径为R2的薄导体圆筒组成,其间充以相对电容率为r的电介质. 设直导体和圆筒单位长度上的电荷分别为+和- . 求(1)电介质中的电场强度、电位移和极化强度; (2)电介质内外表面的极化电荷面密度.,解 (1),(2),END,10-4 电容和电容器,孤立导体的电容,单位:,孤立导体带电荷Q与其电势V的比值,例 球形孤立导体的电容,地球,孤立导体的电容仅取决于导体的几何形状和大小,与导体是否带电无关。,
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