環(huán)保專業(yè)知識(shí)輔導(dǎo)之恒定電場(chǎng)

　　電荷在導(dǎo)電媒質(zhì)(導(dǎo)體)或不導(dǎo)電的空間中有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)形成電流，二者分別稱作傳導(dǎo)電流和運(yùn)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(diǎn)處垂直于單位面積上所通過(guò)的電流，電流密度的方向規(guī)定為該點(diǎn)正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。

　　流出一個(gè)曲面S的電流 電流密度與運(yùn)動(dòng)電荷體密度的關(guān)系

　　電流密度與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系 稱為導(dǎo)電媒質(zhì)的電導(dǎo)率。

　　2、恒定電場(chǎng)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(dǎo)電流和運(yùn)流電流等于該閉合面所包圍的體積中總電荷的時(shí)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(shí)間變化的地方流出或終止電流。

　　對(duì)于恒定電場(chǎng)，電荷分布不隨時(shí)間改變， 。恒定電流連續(xù)性方程是

　　應(yīng)用高斯散度定理 可得 表示恒定電場(chǎng)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(chǎng)電流密度矢量的散度處處為零。場(chǎng)中任一點(diǎn)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(dǎo)體回路中連接電源。靜態(tài)場(chǎng)中恒定電源內(nèi)部這種非庫(kù)侖電場(chǎng)力稱為局外力，定義單位正電荷所受局外力為局外電場(chǎng)強(qiáng)度。

　　電動(dòng)勢(shì)表示將單位正電荷從電源負(fù)極移至正極局外電場(chǎng)力所做的功

　　電源內(nèi)部總電場(chǎng)強(qiáng)度 電源內(nèi)部歐姆定律的微分形式 電源之外導(dǎo)電媒質(zhì)中的場(chǎng)，只存在庫(kù)侖場(chǎng)，恒定電場(chǎng)是守恒的，無(wú)旋的。

　　恒定電場(chǎng)中場(chǎng)矢量基本方程(電源以外導(dǎo)電媒質(zhì)中恒定電場(chǎng)的基本方程)

　　積分形式 微分形式

　　包括電源在內(nèi)的恒定電場(chǎng)時(shí) 電源以外導(dǎo)電媒質(zhì)的恒定電場(chǎng) 。對(duì)各向同性媒質(zhì) ，即電位滿足拉普拉斯方程。

　　3、電導(dǎo)與電阻的計(jì)算

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

　　計(jì)算電導(dǎo)還可以采用靜電比擬方法。對(duì)比均勻電介質(zhì)條件下電容的計(jì)算公式和均勻?qū)щ娒劫|(zhì)條件下的電導(dǎo)計(jì)算公式

　　只要靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體與電流場(chǎng)中的電極形狀、尺寸、位置等幾何狀況完全相同，電導(dǎo)與電容的關(guān)系為 三個(gè)以上電極時(shí)，電極之間也存在部分電導(dǎo)，包括自電導(dǎo)和互電導(dǎo)。

　　會(huì)計(jì)算同軸電纜的絕緣電阻，常用電極間電阻和接地電阻。

　　環(huán)球網(wǎng)校2009年環(huán)保工程師輔導(dǎo)方案

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