導(dǎo)體的靜電平衡條件

發(fā)布時(shí)間:2025-04-04
1導(dǎo)體靜電平衡定義:導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷無宏觀的定向運(yùn)動(dòng)。
2導(dǎo)體靜電平衡的必要條件:導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零。
若導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度不是處處為零,則電荷在電場(chǎng)的作用下將發(fā)生運(yùn)動(dòng),這就不是靜電平衡。
3導(dǎo)體靜電平衡時(shí)有如下性質(zhì):
①導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面。
②靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)無電荷,電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面,內(nèi)部無電荷。
③導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零(靜電平衡條件),緊靠導(dǎo)體外表面的點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面垂直,場(chǎng)強(qiáng)的大小與導(dǎo)體表面對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電荷密度成正比,即:e=σ/ε0(可由高斯定理求出)。
說明:
a、電荷面密度σ是δs上面的,而e是所有電荷產(chǎn)生的總場(chǎng)強(qiáng);
b、此式應(yīng)與無限大帶電平面的場(chǎng)強(qiáng)公式σ/2ε區(qū)別開來;
c、δs上面的電荷在其極附近處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為σ/2ε,而其余電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為σ/2ε,疊加后為σ/ε;
d、e和σ隨時(shí)受外界電荷的影響;
e、δs上面的電荷受其余的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的作用力為 f=eδsσ=(σ/2ε) δsσ
則單位面積的電荷受的力(力密度)為f =σ2/2ε=(1/2)εe2
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