通信工程本科――电磁场与微波技术03(静态)ppt课件.ppt

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1、电磁场与微波技术（通信08）1第3章静态场电感能量分离变量边界条件电容镜像法电流场磁场电场电磁场与微波技术（通信08）2第3章静态场3.1静电场3.2静磁场3.3恒定电流场和恒定电场3.4静态场的边界条件3.5静态场中的双导体系统3.6静态场的能量3.7静态场的比拟3.8静态场的边值问题及镜像法电磁场与微波技术（通信08）33.1静电场3.1.1静电场的电位3.1.2静电场中的导体3.1.3静电场中的介质3.1.4方程及性质电磁场与微波技术（通信08）43.1静电场3.1.1静电场的电位（1）电压移动单位正点电荷电场力

2、所作的功，即式中Aab在电场中将试验电荷qt从a移至b，电场力所作功性质　静电场中任意两点间的电压与积分路径无关。（2）电位场点相对于参考点的电压设场中Q点为电位参考点，则场中某点a至参考点的电压即a点的电位为电位为标量和，标量积分。电磁场与微波技术（通信08）53.1静电场3.1.1静电场的电位（1）电压（2）电位电位参考点选择　原则上可任意选择，应使电位表达式简单。一般　电荷在有限区域（3）电位参考点取定参考点，各点至参考点电压为定值，成为场点函数，可用于描述场的性能。工程上电磁场与微波技术（通信08）63.1静电

3、场3.1.1静电场的电位（1）电压（2）电位（3）电位参考点注意场中任意两点的电位差与参考点无关。同一个物理问题，只能选取一个参考点。选择参考点尽可能使电位表达式比较简单，且要有意义。电荷分布在有限区域时，选择无穷远处为参考点；电荷分布在无穷远区时，选择有限远处为参考点。电磁场与微波技术（通信08）7例点电荷产生的场中的电位表达式无意义（4）电位的表达式点电荷连续分布电荷式中电磁场与微波技术（通信08）8例求半径为a、均匀带电量为q的圆环轴线上距环中心点为z的p点的电位。解在带电圆环上取电荷微元dq，得电荷微

4、元在p点产生的电位为注意：叠加求电位为标量积分或标量和。积分得直接求电场强度。解取坐标系如图，圆环位于xoy平面，圆环中心与坐标原点重合，设电荷线密度ρl。9电磁场与微波技术（通信08）10根据电位的表达式电磁场与微波技术（通信08）11例设球壳半径为a，球壳表面上的电荷为q；求均匀带电球壳内部和外部的电位。解　在球壳上取半径为，宽度为的圆环，圆环在轴上z点产生的电位为其中，当电磁场与微波技术（通信08）123.1静电场3.1.1静电场的电位将单位试验正电荷从a移至b，电场力所作功△A等于位能的减少，即（5）电位梯度设

5、场中有相距很近的两点a、b，其间距为△l，电位差为表征电场强度和电位之间的关系可得一般表达式应为电磁场与微波技术（通信08）13在静电场中可通过求解电位函数，再利用上式可方便地求得电场强度。式中负号表示电场强度的方向从高电位指向低电位。上式表示，在静电场中，任意一点电场强度的方向总是沿着电位减少的最快方向，其大小等于电位的最大变化率。3.1静电场3.1.1静电场的电位（5）电位梯度？()？()问题：静电场中的某一点电磁场与微波技术（通信08）14设P0为参考点，则电场强度与电位的微分关系为电场强度与电位的积分关系为

6、3.1静电场3.1.1静电场的电位（5）电位梯度电磁场与微波技术（通信08）15即（6）电位方程由场论公式可得及高斯定律，当ε为常数时，有拉普拉斯方程。，则；又，则，在场论中，则有泊松方程；3.1静电场3.1.1静电场的电位电磁场与微波技术（通信08）16电力线：曲线上每一点切线方向应与该点电场强度的方向一致，若是电力线的长度元，电场强度的方向将与方向一致，故电力线微分方程在直角坐标系中，微分方程的解即为电力线的方程。（7）电力线和等位线（面）3.1静电场3.1.1静电场的电位电磁场与微波技术（通信08）17当取不同

7、的C值时，可得到不同的等位线（面）。在静电场中电位相等的点的曲面称为等位面，即等位线(面)方程:电力线与等位线（面）的性质：电力线不能相交；电力线愈密处，场强愈大；电力线与等位线（面）正交。电力线起始于正电荷，终止于负电荷；（7）电力线和等位线（面）3.1静电场3.1.1静电场的电位电磁场与微波技术（通信08）18点电荷与接地导体的电场点电荷与不接地导体的电场电偶极子的电力线和等位线电磁场与微波技术（通信08）19均匀场中放进了介质球的电场均匀场中放进了导体球的电场点电荷位于一块介质上方的电场点电荷位于一块导

8、平面上方的电场电磁场与微波技术（通信08）203.1静电场3.1.2静电场中的导体电场强度垂直于导体表面；导体是等位体，导体表面为等位面；导体内电场强度E为零，静电平衡；电荷分布在导体表面，且任何导体，只要它们带电量不变，则其电位是不变的。（）一导体的电位为零，则该导体不带电。（）接地导体都不带电。（）电磁场与微波技