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電通密度是一個物理名稱,也叫做電位移、電勢移或者電感應強度,以庫倫為計算單位,通過任意封閉曲面的電位移通量等於該封閉面包圍的自由電荷的代數和


中文名:電通密度

別 名:電位移


簡介

表示符號:通常以D表示

單位:庫倫/平方米,可以為矢量

物理意義可有下式表示: dW=E*dD,E表示電介質所處的電場強度,dw為電場對單位電介質做的功。

另由電位移的高斯定律--通過任意封閉曲面的電位移通量等於該封閉面包圍的自由電荷的代數和。這說明電位移(電通密度)只取決於自由電荷Q而與電介質中束縛電荷無關。


定義

電場強度在一封閉曲面上的面積分與封閉曲面所包圍的電荷量成正比。

電場E (矢量)通過任一閉曲面的通量,即對該曲面的積分等於4π乘以該曲面所包圍的總電荷量。

靜電場(見電場)的基本方程之一,它給出了電場強度在任意封閉曲面上的面積分和包圍在封閉曲面內的總電量之間的關係。

根據庫侖定律可以證明電場強度對任意封閉曲面的通量正比於該封閉曲面內電荷的代數和,

通過任意閉合曲面的電通量等於該閉合曲面所包圍的所有電荷量的代數和與電常數之比。

電場強度對任意封閉曲面的通量只取決於該封閉曲面內電荷的代數和,與曲面內電荷的分布情況無關,與封閉曲面外的電荷亦無關。 [1]

在真空的情況下,Σq是包圍在封閉曲面內的自由電荷的代數和。

當存在介質時,Σq應理解為包圍在封閉曲面內的自由電荷和極化電荷的總和。

在靜電場中,由於自然界中存在着獨立的電荷,所以電場線有起點和終點,只要閉合面內有淨餘的正(或負)電荷,穿過閉合面的電通量就不等於零,即靜電場是有源場;

高斯定理反映了靜電場是有源場這一特性。

凡是有正電荷的地方,必有電力線發出;凡是有負電荷的地方,必有電力線會聚。

正電荷是電力線的源頭,負電荷是電力線的尾閭。

高斯定理是從庫侖定律直接導出的,它完全依賴於電荷間作用力的二次方反比律。

把高斯定理應用於處在靜電平衡條件下的金屬導體,就得到導體內部無淨電荷的結論,因而測定導體內部是否有淨電荷是檢驗庫侖定律的重要方法。

對於某些對稱分布的電場,如均勻帶電球的電場,無限大均勻帶電面的電場以及無限長均勻帶電圓柱的電場,可直接用高斯定理計算它們的電場強度。

電位移對任一面積的能量為電通量,因而電位移亦稱電通密度


參考文獻

  1. [鍾順時.電磁場基礎 :清華大學出版社,2006:33-36]