注冊電氣工程師考試題庫及答案-tft每日頭條

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#2022年注冊電氣工程師考試#

注冊電氣工程師考試複習，今天學習-靜電場知識

1、電場強度、電位

電場強度定義:正試驗點電荷q0在電場中某點受力為F則電場強度為：

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電場強度

電場強度(簡稱場強)是表示電場強弱的基本物理量，是一個向量，其大小反映該電場的強弱,其方向表示該點置一正試驗點電荷受力的方向。靜電場是由靜止電荷産生的，并且滿足無旋場特性，即

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在無限大均勻介質中,點電荷q産生的電場可以用下面公式計算:

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式中:r表示源點(電荷所在的點)與場點(待計算場強的點)之間的距離;表示由源點指向場點的單位向量;表示介質的介電系數,其單位為法拉/米(F/m)在真空中通常用表示其介電系數。

關于點電荷在無限大均勻介質中計算公式的來曆，可以通過庫侖定律直接獲得。庫侖定律表示:在無限大真空中,兩個距離為r的點電荷q1和q2，它們之間的作用力與的平方成反比，與電荷的大小成正比,電荷間作用力的方向表現為同性相斥、異性相吸其計算公式可以用下式表示:

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電位

由于靜電場的無旋性，可引入标量函數φ，有

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被稱為标量電位函數,在空間某點的值稱為該點的電位。電位的單位為伏特(V)，Vφ表示電位梯度該定義中的負号表示場強的方向與的方向相反。

電位的另一種定義式可表示為

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式中:p表示P點相對于Q點的電位Q點是電位的參考點。該式可解析為:P點的電位等于在電場力的作用下,把單位正電荷由P點移到參考點(此處為Q點)時電場力所做的功。

兩點間電壓Us可用電位計算,即

UAs=4a-4B

電位的參考點可以任意指定。參考點改變電位的值也随之變化，但任意兩點間電壓的值是不變的。靜電場是無旋場電位或電壓的計算都與路徑無關。參考點一般被取為無窮遠處大地或金屬外殼處。

靜電場中的導體具有以下特點

①導體内部電場強度為零;

②任一導體自身都是一個等位體;

③如果導體帶電，電荷隻能分布在導體的表面，而且導體表面處任一點電場強度的方向定與導體表面垂直。當導體表面帶正電荷時電場強度方向向導體外指,否則相反。

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練習題1

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練習題2