電磁學(xué)靜電場的能量和能量密度

1、6-5 6-5 靜電場的能量和能量密度靜電場的能量和能量密度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版第六章第六章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)1CQ22 一一 電容器的電能電容器的電能qCqqUWddd 22e21212CUQUCQW QqqCW0d1UQC + + + + + + + + +- - - - - - - - -EUqd+6-5 6-5 靜電場的能量和能量密度靜電場的能量和能量密度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版第六章第六章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)2二二 靜電場的能量靜電場的能量 能量密度能量密度2e21CUW 電場空間所存儲的能量電場空間所存儲的能量 VVVEVw

2、Wd21d2ee電場能量密度電場能量密度EDEw21212e 2)(21EddSSdE2216-5 6-5 靜電場的能量和能量密度靜電場的能量和能量密度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版第六章第六章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)3例例1 如圖所示如圖所示, ,球形電容器的內(nèi)、外半徑球形電容器的內(nèi)、外半徑分別為分別為R1和和R2 ，所帶電荷為，所帶電荷為Q若在兩球若在兩球殼間充以電容率為殼間充以電容率為 的電介質(zhì)，問此電容器的電介質(zhì)，問此電容器貯存的電場能量為多少？貯存的電場能量為多少？2R1RQ-Q6-5 6-5 靜電場的能量和能量密度靜電場的能量和能量密度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版第六章

3、第六章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)4解解241rQE 4222e3221rQEwrrQVwWd8dd22ee21RR22eed8drrQWW)11(8212RRQ2R1RrrdQ-Q6-5 6-5 靜電場的能量和能量密度靜電場的能量和能量密度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版第六章第六章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)5)11(8212RRQWeCQW 22e 12124RRRRC（球形電容器）（球形電容器）討討 論論 2R12e8RQW（1）（2）（孤立導(dǎo)體球）（孤立導(dǎo)體球）2R1Rrrd6-5 6-5 靜電場的能量和能量密度靜電場的能量和能量密度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五

4、版第六章第六章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)6 例例2 圓柱形空氣電容器圓柱形空氣電容器中，空氣的擊穿場強是中，空氣的擊穿場強是Eb=3106 Vm-1 ，設(shè)導(dǎo)體圓，設(shè)導(dǎo)體圓筒的外半徑筒的外半徑R2= 10-2 m . 在空在空氣不被擊穿的情況下，長圓氣不被擊穿的情況下，長圓柱導(dǎo)體的半徑柱導(dǎo)體的半徑R1 取多大值可取多大值可使電容器存儲能量最多？使電容器存儲能量最多？l+_+- -1R2R6-5 6-5 靜電場的能量和能量密度靜電場的能量和能量密度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版第六章第六章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)7)(2210RrRrE10maxb 2RE解解1

5、200ln2d221RRrrURRl+_+- -1R2R6-5 6-5 靜電場的能量和能量密度靜電場的能量和能量密度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版第六章第六章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)81202eln421RRUW單位長度的電場能量單位長度的電場能量1b0max2RE10maxb2RE12212b0elnRRREW l+_+- -1R2R120ln2RRU6-5 6-5 靜電場的能量和能量密度靜電場的能量和能量密度物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版第六章第六章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)912212b0elnRRREW 0) 1ln2(dd1212b01eRRRERWm