《靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體》PPT課件.ppt

一靜電平衡條件 感應(yīng)電荷電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加使導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)為零 電子不再定向運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)體球外電場(chǎng)為外電場(chǎng)和感應(yīng)電荷電場(chǎng)的疊加 靜電感應(yīng)和靜電平衡 1 靜電感應(yīng) 由外電場(chǎng)引起的導(dǎo)體表面電荷的重新分布 2 靜電平衡 導(dǎo)體內(nèi)部和表面沒有電荷的宏觀定向運(yùn)動(dòng) 靜電感應(yīng)過程 E 0 E 0 靜電感應(yīng)過程 E 0 靜電感應(yīng)過程 E 0 靜電感應(yīng)過程 E 0 靜電感應(yīng)過程 E 0 靜電感應(yīng)過程 E 0 靜電感應(yīng)過程 E 0 靜電感應(yīng)過程 E 0 靜電感應(yīng)過程 E 0 靜電感應(yīng)過程 E 0 靜電感應(yīng)過程 靜電感應(yīng)最終達(dá)到靜電平衡狀態(tài) 靜電平衡條件 1 導(dǎo)體內(nèi)部任何一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零 2 導(dǎo)體表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 都與導(dǎo)體表面垂直 導(dǎo)體表面是等勢(shì)面 導(dǎo)體內(nèi)部電勢(shì)相等 二靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布 結(jié)論導(dǎo)體內(nèi)部無電荷 1實(shí)心導(dǎo)體 2有空腔導(dǎo)體 空腔內(nèi)無電荷 電荷分布在表面上 問內(nèi)表面上有電荷嗎 若內(nèi)表面帶電 所以內(nèi)表面不帶電 結(jié)論電荷分布在外表面上 內(nèi)表面無電荷 導(dǎo)體是等勢(shì)體 空腔內(nèi)有電荷 電荷分布在表面上 問內(nèi)表面上有電荷嗎 結(jié)論當(dāng)空腔內(nèi)有電荷時(shí) 內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號(hào)的電荷 外表面增加感應(yīng)電荷 電荷守恒 為表面電荷面密度 作錢幣形高斯面S 3導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷面密度的關(guān)系 表面電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與該表面電荷面密度成正比 注意導(dǎo)體表面電荷分布與導(dǎo)體形狀以及周圍環(huán)境有關(guān) 4導(dǎo)體表面電荷分布 帶電導(dǎo)體尖端附近電場(chǎng)最強(qiáng) 帶電導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)特別大 可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而成為導(dǎo)體產(chǎn)生放電現(xiàn)象 即尖端放電 尖端放電會(huì)損耗電能 還會(huì)干擾精密測(cè)量和對(duì)通訊產(chǎn)生危害 然而尖端放電也有很廣泛的應(yīng)用 尖端放電現(xiàn)象 尖端放電現(xiàn)象的利與弊 尖端放電會(huì)損耗電能 還會(huì)干擾精密測(cè)量和對(duì)通訊產(chǎn)生危害 然而尖端放電也有很廣泛的應(yīng)用 尖端放電現(xiàn)象的利與弊 尖端放電現(xiàn)象 導(dǎo)體表面曲率半徑愈小處 即曲率愈大處 電荷面密度愈大 電場(chǎng)也愈大 以致空氣被擊穿 從而形成尖端放電 在高壓設(shè)備中 為了防止因尖端放電而引起的危險(xiǎn)和漏電造成的損失 具有高電壓的零部件的表面必須做得十分光滑并盡可能做成球面 人們還可以利用尖端放電 例如 火花放電設(shè)備的電極往往做成尖端形狀 避雷針也是利用尖端的緩慢放電而避免 雷擊 的 避雷針 云層和大地間的閃電 閃電的圖片 雷擊大橋 遭雷擊后的草地 避雷注意事項(xiàng) 1 發(fā)生強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí) 如果在室外 應(yīng)立即尋找蔽護(hù)所 如裝有避雷針的 鋼架的或鋼盤混凝土建筑物 作為避雷場(chǎng)所 具有完整金屬車廂的車輛也可以利用 如找不到合適的避雷場(chǎng)所時(shí) 應(yīng)采用盡量降低重心和減少人體與地面的接觸面積 可蹲下 雙腳并攏 手放膝上 身向前屈 千萬不要躺在地上 壕溝或土坑里 如披上雨衣 防雷效果更好 2 如果在野外 千萬不要靠近空曠地帶或山頂上的孤樹 這里最易受到雷擊 不要呆在開闊的水域和小船上 高樹林子的邊緣 電線 旗桿的周圍和干草堆 帳篷等無避雷設(shè)備的高大物體附近 鐵軌 長(zhǎng)金屬欄桿和其它龐大的金屬物體近旁 山頂 制高點(diǎn)等場(chǎng)所也不能停留 另外 在野外的人群 無論是運(yùn)動(dòng)的 還是靜止的 都應(yīng)拉開幾米的距離 不要擠在一起 也可躲在較大的山洞里 避雷注意事項(xiàng) 3 雷電期間 最好不要騎馬 騎自行車和摩托車 不要協(xié)帶金屬物體在露天行走 不要靠近避雷設(shè)備的任何部分 不要打手機(jī) 4 注意當(dāng)您頭發(fā)豎起或皮膚發(fā)生顫動(dòng)時(shí) 可能要發(fā)生雷擊了 要立即倒在地上 受到雷擊的人可能被燒傷或嚴(yán)重休克 但身上并不帶電 可以安全地加以處理 5 如有強(qiáng)雷鳴閃電時(shí)您正巧在家里 建議無特殊需要 不要冒險(xiǎn)外出 將門窗關(guān)閉 盡量不要使用設(shè)有外接天線的收音機(jī)和電視機(jī) 不要接打電話 三靜電屏蔽 1屏蔽外電場(chǎng) 空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場(chǎng) 使空腔內(nèi)物體不受外電場(chǎng)影響 這時(shí) 整個(gè)空腔導(dǎo)體和腔內(nèi)的電勢(shì)也必處處相等 接地空腔導(dǎo)體將使外部空間不受空腔內(nèi)的電場(chǎng)影響 問 空間各部分的電場(chǎng)強(qiáng)度如何分布 接地導(dǎo)體電勢(shì)為零 2屏蔽腔內(nèi)電場(chǎng) 空腔導(dǎo)體可屏蔽外電場(chǎng)接地的空腔導(dǎo)體可屏蔽腔內(nèi)電場(chǎng) 四 有導(dǎo)體存在時(shí)場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的計(jì)算 關(guān)于靜電屏蔽 1 靜電平衡的條件 2 基本性質(zhì)方程 3 電荷守恒定律 例 兩塊大導(dǎo)體平板 面積為S 分別帶電q1和q2 兩極板間距遠(yuǎn)小于平板的線度