環(huán)保專業(yè)知識輔導之恒定電場

　　電荷在導電媒質(導體)或不導電的空間中有規(guī)則的運動形成電流，二者分別稱作傳導電流和運流電流。

　　1、電流密度與歐姆定律的微分形式

　　電流密度的量值等于觀察點處垂直于單位面積上所通過的電流，電流密度的方向規(guī)定為該點正電荷運動的方向。

　　流出一個曲面S的電流 電流密度與運動電荷體密度的關系

　　電流密度與電場強度的關系 稱為導電媒質的電導率。

　　2、恒定電場的基本方程

　　根據(jù)電荷守恒原理 由任一閉合曲面S流出的傳導電流和運流電流等于該閉合面所包圍的體積中總電荷的時間減少率。該式稱為電流連續(xù)性方程

　　電流連續(xù)性方程的微分形式 上式表明：電荷隨時間變化的地方流出或終止電流。

　　對于恒定電場，電荷分布不隨時間改變， 。恒定電流連續(xù)性方程是

　　應用高斯散度定理 可得 表示恒定電場中任一閉合曲面上流出的電流均為零。在某些部分流入，必在某些部分流出，代數(shù)和等于零。 表示恒定電流場電流密度矢量的散度處處為零。場中任一點都不能發(fā)出或終止電流線，電流是連續(xù)的。電流線是首尾自行閉合的曲線。

　　基爾霍夫第一定律 要維持持續(xù)的恒定電流，必須在導體回路中連接電源。靜態(tài)場中恒定電源內部這種非庫侖電場力稱為局外力，定義單位正電荷所受局外力為局外電場強度。

　　電動勢表示將單位正電荷從電源負極移至正極局外電場力所做的功

　　電源內部總電場強度 電源內部歐姆定律的微分形式 電源之外導電媒質中的場，只存在庫侖場，恒定電場是守恒的，無旋的。

　　恒定電場中場矢量基本方程(電源以外導電媒質中恒定電場的基本方程)

　　積分形式 微分形式

　　包括電源在內的恒定電場時 電源以外導電媒質的恒定電場 。對各向同性媒質 ，即電位滿足拉普拉斯方程。

　　3、電導與電阻的計算

　　位于兩電極之間的導體的電導定義為 導體的電導或電阻決定于導體材料的導電性能、導體的形狀和電極的位置等。

　　計算電導還可以采用靜電比擬方法。對比均勻電介質條件下電容的計算公式和均勻導電媒質條件下的電導計算公式

　　只要靜電場中的導體與電流場中的電極形狀、尺寸、位置等幾何狀況完全相同，電導與電容的關系為 三個以上電極時，電極之間也存在部分電導，包括自電導和互電導。

　　會計算同軸電纜的絕緣電阻，常用電極間電阻和接地電阻。

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