工程电磁场（第2版）第2章 静态场.pptxVIP

CHAPTER静态场第二章

2第一章数学基础本章内容2.1静电场2.2恒定电流场2.3恒定磁场2.4知识点拓展

32.1静电场2.1.1电荷及电荷密度任何带电体的电荷量都只能是一个基本电荷量的整数倍，也就是说，严格讲带电体上的电荷是以离散的方式分布的。认为电荷是以一定形式连续分布在带电体上，并用电荷密度来描述这种分布。

42.1静电场1.体电荷密度2.面电荷密度

52.1静电场3.线电荷密度4.点电荷

62.1静电场2.1.2库仑定律与电场强度1.库仑定律2.点电荷的电场强度试验电荷

72.1静电场

82.1静电场3.多电荷的电场强度电场强度与点电荷量的正比关系，可利用叠加原理电偶极矩矢量相距很小距离犱的两个等值异号点电荷所组成的电荷系统称为电偶极子方向由负电荷指向正电荷

92.1静电场4.连续分布电荷激励的静电场

102.1静电场2.1.3电介质的极化电极化强度极化体电荷密度极化面电荷密度

112.1静电场2.1.4静电场基本方程1.静电场的旋度自由空间的静电场是无旋场可以证明，区域包含电介质的情况下，静电场的旋度同样等于零。

122.1静电场2.自由空间内静电场的散度静电场是一个有散场，静电荷是静电场的通量源

132.1静电场3.电位移和电介质中的高斯散度定理

142.1静电场4.基本方程的积分形式微分形式积分形式斯托克斯定理高斯散度定理

152.1静电场5.静电场的本构关系与介电常数称为电介质的介电常数，单位为F/m(法拉/米)称为电介质的相对介电常数，无量纲

162.1静电场

172.1静电场

18电荷密度和电场具有一定的对称性时，电位移在所选择的闭合面上大小恒定，方向要么一致要么垂直，则积分过程非常简单，从而可以对某一些特定的具有对称性的场分布问题进行求解。

192.1静电场2.1.5位函数与泊松方程1.电位和电位差点电荷

202.1静电场叠加原理将单位正电荷从P点移动到Q点电场力所做的功P、Q点之间的电位差

212.1静电场2.电位的微分方程泊松方程拉普拉斯方程

222.1静电场【例题2-2】电偶极子是相距很小距离d的两个等值异号的点电荷组成的电荷系统，如图2.1.5所示，试求电偶极子的电位及电场强度。

232.1静电场本例题也可以直接通过多电荷系统的电场表达式(2.1.12)求解

242.1静电场【例题2-3】半径为a的带电导体球，已知球体电位为U(无穷远处电位为零)，试计算球外空间的电位函数。解：电位及其电场均具有对称性边界条件

252.1静电场2.1.6静电场的边界条件1.电位移D的边界条件

262.1静电场2.电场强度E的边界条件

272.1静电场3.两种特殊情况下的边界条件理想导体表面上的边界条件理想介质表面上的边界条件或

282.1静电场4.位函数满足的边界条件以上边界条件往往又叫衔接条件第一类边界条件第二类边界条件第三类边界条件参考点电位条件若分界面上不存在自由面电荷，即，则上式变为

29方法一：电场积分方程方法合成场只有r方向

30方法二：常微分方程方法方法三：高斯散度定理电场方向为矢径方向，大小只与矢径有关

312.1静电场方法四：位函数积分方法

32利用边界条件得方程的解为

33方程的解为解得

342.1静电场2.1.7静电场中的电容、能量与力1.电容定义导体系统的电容为任意导体上的总电荷与两导体之间的电位差之比电容的大小与其所带电荷多少以及电压大小无关

352.1静电场

36设两导线单位长度带电量分别为和平行双传输线

37设内外导线单位长度带电量分别为和同轴线

382.1静电场电容器的用途电容可按照介质种类来分类，空气介质电容器、云母电容器、纸介电容器、有机介质电容器、陶瓷电容器、电解电容器以及铁电体电容器和双电层电容器等主要包括：隔直、旁路(去耦)、耦合、频率调谐、储能等在选择电容器时，需要对其电容、容量误差、损耗因数、等效串联电阻、工作温度范围和漏电流等参数进行考虑。

392.1静电场2.能量(1)静电场的能量(2)电场能量密度

402.1静电场3.静电力虚位移的思想孤立系统或恒电荷系统各带电导体的电位保持不变,恒电势系统各带电导体的电位保持不变,恒电势系统等价

412.2恒定电流场2.2.1电源电动势电源是将其他形式的能量(机械能、化学能、热能等)转化为电能的装置

422.2恒定电流场2.2.2电流及电流密度电流与电荷量的多少及电荷的运动速度有关，单位为A(安培)1.线电流数字电路数据线、低频电路板上各种引线上的电流线电