第13章- 静电场 89

0
s q
（3）任意闭合曲面 s ，不包围电荷，点
电荷 q 位于闭合曲面外，情况如何？
有电场线连续，则穿入和穿出曲面 s 的电场线数 相等，则穿出闭合曲面 s 的电场强度通量为零。
qi e E ds 0
s
q
0
（4）任意闭合曲面 s 内有点电荷 q1 , q2 ,, qn 曲面外有点电荷 Q1 , Q2 ,, Qn ，则通过该闭 合曲面的电场强度通量
第五章 静电场
静电场----相对于观察者静止的电荷产生的电场
稳恒电场—不随时间改变的电荷分布产生不随时间
改变的电场
两个物理量：
场强、电势；
一个实验规律：库仑定律；
两个定理：
高斯定理、环路定理
§1 电荷及其相互作用
摩擦起电和雷电：对电的最早认识
§8-1 电荷
库仑定律
电荷的种类：正电荷和负电荷
电性力：同号相斥、异号相吸 电量：物体带电的多少 使物体带点的方法： 1.摩擦起电
e E ds q 4 0 R q
2
ds
ds
q
0
（2）任意闭合曲面 s 内包围一点电荷q 以 q 为中心作一半径为 R 的球面，由于电场线
在空间连续不中断，显然通过球面与通过闭合曲面
s 的电场强度通量相等
即
q e E ds
s
x dE
电场强度的计算
dq
y
R
当dq 位臵发生变化时，它所激发的电场 矢量构成了一个圆锥面。 所以，由对称性
.
z
x
dE
dE
E y Ez 0
§3 静电场的高斯定理
电场线

E
1
8
r2
场强分布曲线
O
R
r
U
电势分布曲线。
1
8
r
O
R
r
电 势
梯 度
8.3.4 等势面 电势梯度
1 等势面 形象描述与位置有关的势的空间分布。
（（1）. 等势面：在静电场中，电势相等 的点的集合所形成的曲面。
规定，电场中任意两相邻等势面之间的电势差相 等，即等势面的疏密程度同样可以表示场强的大小．
4. 注重典型场 注重叠加原理
场强的叠加 电势的叠加
点电荷 均匀带电球面 无限长的带电线 (柱) 无限大的带电面 (板)
解：
E = Ex =
U x
εq
= 4π
o
[ (x
x 2+R 2)3
2
]
例2 已知一点电荷的电势为： q
U = 4πε or
求：任一点的场强。
解：
E = Er = = q(
4πε o
U r
1 r2
)=
q
4πε or
2
真空中静电 场小结 1. 两个物理量 E U
2. 两个基本规律
E ds
8.3 静电场的环路定理 电势
当带电体在静电场中移动时，静电场力对带电体要作
功，静电场具有能量！ 从“功”“能”的观点研究静电
场8.3.1 静电场力的功，环路定理
dr
在q的电场中放入q ,从a 0
点沿任意路径移动到b
r
φ dl
点。
dW=F. d l =q 0E .dl
ε =q 0E .dl cosφ
U p

x
E

q1 q2 qn 1
0 0
0 0
qi
注意：
• 闭合面外的电荷对通过闭合面的电场强度通量没 有贡献，但是对闭合面上各点的电场强度是有贡献
的，即，闭合面上各点的电场强度是由闭合面内、
外所有电荷共同激发的。
• 高斯定理将静电场与场源电荷联系了起来，揭示 了静电场是有源场这一普遍性质。
E dN dS
几种常见的电场线：
静电场中电场线的特点：
1、电场线起始于正电荷，终止于负电荷。 2、电场线不闭合，不相交。 3、电场线密集处电场强，电场线稀疏处电场弱。
5-3-2 电通量
电场强度通量（电通量）e：
通过电场中任一曲面的电场线条数。
1、均匀电场中通过平面S的电通量
n


E
E
qne n = 1，2，3，…
电量单位： 库仑（C）
基本电荷量： e1.6021 019C
电荷守恒定律：在一个孤立系统中，无论发生了怎 样的物理过程，电荷不会创生，也不会消失，只能 从一个物体转移到另一个物体上。
5-1-2 库仑定律
真空中的库仑定律： 真空中两个静止点电荷相互作
用力F 的大小与这两个点电荷所 带电量 q1和q2 的乘积成正比，与 它们之间的距离r 的平方成反比。 作用力F 的方向沿它们的连线方 向，同号相斥，异号相吸。
5-3-4 高斯定理的应用
高斯定理的一个重要应用就是计算电场强度。
高斯定理计算场强的条件： 带电体的电场强度分布要具有高度的对称性。
⑴ 高斯面上的电场强度大小处处相等；
⑵ 面积元dS的法线方向与该处的电场强度的方 向一致。
e

EdSqi
S
o

QJ 中华人民共和国航天工业部部标准QJ 1693-89电子元器件防静电要求1989-02-14发布1989-10-31实施中华人民共和国航天工业部发布中华人民共和国航天工业部部标准QJ l693—89电子元器件防静电要求1 主题内容与适应范围1．1 主题内容本标准规定了静电放电敏感电子元器件和组件(以下统称电子元器件)在非工作情况下，免受静电放电损害的防护技术要求。

1．2 适用范围本标准适用于静电放电敏感度不大于4000V的静电敏感的电子元器件(电爆装置除外)的生产，检验、使用、装配、包装、运输和保管。

2 引用标准GJB 72 电磁干扰和电磁兼容性名词术语GJB 59 7 微电路总规范3 术语3．1 静电现象电荷产生和消失过程中引起的电现象的总称。

3．2 静电放电具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起的物体间的静电电荷的转移。

3．3 静电放电敏感元器件对静电放电电压小于或等于4000V敏感的电子元器件。

电压测试方法如图1所示。

静电放电敏感元器件町分为两类：小于或等于1000V的静电电压敏感的元器件称为I类；大于1000V但小于或等于4000V的静电电压敏感的元器件称为Ⅱ类。

3．4 静电放电保护材料具有下面一种或多种能力的材料：限制产生静电，能迅速耗散材料表面或体积上的静电电荷，或屏蔽静电放电火花放电或静电场。

静电放电保护材料根据其表面电阻率(或导电性)分为导电的、静电耗散的和抗静电的。

3．5 导电材料表面电阻率最大为每方105Ω的静电放电保护材料。

航天工业部1989—02—14批准1989-10-31实施注：见3.18条的注。

3．6 静电耗散材料表面电阻率大于每方105Ω，但不超过每方109Ω的静电放电保护材料。

3．7 抗静电材料表面电阻率为每方109Ω～1014Ω的静电放电保护材料。

3．8 静电放电保护包装使用静电放电保护材料进行包装，以防止静电放电损害静电放电敏感元器件。

3．9 静电场一个带静电的表面同另一具有不同静电电位表面之间的电位梯度。