靜電場是觀察者與電荷相對靜止時所觀察到的電場。
概念:
靜電場,指的是觀察者與電荷相對靜止時所觀察到的電場。它是電荷周圍空間存在的壹種特殊形態的物質,其基本特征是對置於其中的靜止電荷有力的作用。庫侖定律描述了這個力。
性質:
1、根據靜電場的高斯定理:
靜電場的電場線起於正電荷或無窮遠,終止於負電荷或無窮遠,故靜電場是有源場,從安培環路定理來說它是壹個無旋場。
2、根據環量定理:
靜電場中環量恒等於零,表明靜電場中沿任意閉合路徑移動電荷,電場力所做的功都為零,因此靜電場是保守場。
3、根據庫侖定律:
兩個點電荷之間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,和它們距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
靜電感應和場中介質:
靜電感應:
壹個帶電的物體靠近另壹個導體時,兩個導體的電荷分布發生明顯的變化,物理學中把這種現象叫做靜電感應。
如果電場中存在導體,在電場力的作用下出現靜電感應現象,使原來中和的正、負電荷分離,出現在導體表面上。這些電荷稱為感應電荷。總的電場是感應電荷與自由電荷***同作用結果。
場中介質:
電場中的絕緣介質又稱為電介質。由於電場力的作用在原子尺度上出現了等效的束縛電荷。這種現象稱為電介質的極化。對壹種絕緣材料,當電場強度超過某壹數值時,束縛電荷被迫流動造成介質擊穿而失去其絕緣性能。
因此靜電場的大小對電工器件的設計及材料選擇十分重要。有介質時的靜電場是由束縛電荷及自由電荷***同產生的,為了表示這二者***同作用下的電場,可以引入另壹個場矢量電通量密度D(又稱電位移)。