已知一个电荷系统的偶极矩定义为
hcl键长虽比hf的长,但f-中心上的电荷量大大于cl-上的电荷量,总的结果导致hf的偶极矩大于hcl。耦合、微法(μf)、旁路、滤波,造成电荷的累积储存,储存的电荷量则称为电容,电荷在电场中会受力而移动,记为c,当导体之间有了介质,皮法(pf)、控制电路等方面电容的容量单位为,国际单位是法拉(f)。电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上。
从电磁学观点看来, 介质是一个带电粒子系统, 其内部存在着不规则而又迅速变化的微观电磁场。2 电介质的分类:2.电介质的分类:②介质分子的正负电中心不重合, 有分子电偶极矩, 但因分子的无规则热运动, 在物理小体积内的平均电偶极矩为零, 故没有宏观上的电偶极矩分布。①介质分子的正电中心和负电中心重合, 没有电偶极矩。3. 介质的极化和磁化现象分子是电中性的。 没有外场时, 介质内部的宏观磁场为零。 有外场时, 介质中的带电粒子受到场的作用, 正负电荷发生相对位移, 有极分子的取向以及分子电流的取向呈现一定的规则性, 这就是介质的极化和磁化现象极化和磁化现象。由于极化和磁化, 介质内部及表面出现宏观的电荷电流分布, 即束缚电荷和磁化电流。 宏观电荷电流反过来又激发起附加的宏观电磁场, 从而叠加外场而得到介质内的总电磁场。二、 介质的极化1.介质的极化① 电极化强度矢量P : 在外场作用下, 电介质内部出现②束缚电荷密度ρ 和电极化强度P之间的关系②束缚电荷密度ρp和电极化强度P之间的关系ViΔ=pP宏观电偶极矩分布, 用电极化强度矢量P描述。如右图: 我们用简化模型来描述介质中的分子。
设每个分子由相距为l 的一对正负电荷±q 构成。由图可见, 当偶极子的负电荷处于体积l⋅dS内时, 同一偶极子的正电荷就穿出界面dS外边。设单位体积内分子数为n, 则穿出dS外面的正电荷为:对包围区域V的闭合界面S积分对包围区域V的闭合界面S积分, 则由V 内通过界面S穿出去的正电荷为:由于介质是电中性的, 它也等于V 内净余的负电荷。 即有则由V内通过界面S穿出去SPSpSlddd⋅=⋅=⋅nnq⋅SSP d⋅−=SVVSP ddPρ把面积分化为体积分, 可得上式的微分形式P⋅−∇=Pρ③ 两介质分界面上的束缚电荷的概念(P1−P2)⋅dS , 以σP表示侧面进入介质2的正电荷为P2⋅dS , 由介质1通过薄层左侧进SPSpSlddd⋅=⋅=⋅nnq如图: 由公式可知, 通过薄层右入薄层的正电荷为P1⋅dS , 因此, 薄层内出现的净余电荷为束缚电荷面密度束缚电荷面密度, 有有SPPd)(d21P⋅−=Sσ由此,n为分界面上由介质1指向介质2的法线。电荷密度 定义
2. 有极分子: 电偶极子 1、无极分子的位移极化 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± e 在外电场的作用下,介质表面产生的电荷称为极化电荷或称束缚电荷。3具有固有电偶极矩的分子原来的取向是混乱的,宏观上电偶极矩总和等于零,在外电场作用下,各个电偶极子趋向于一致的排列,从而宏观电偶极矩不等于零,称为转向极化。当电(diàn)容(róng)器(qì)接通电源以后,在电场力的作用下,与电源正极相接电(diàn)容(róng)器(qì)极板的 自由电子将经过电源移到与电源负极相接的极板下, 正极由于失去负电荷而带正电, 负 极由于获得负电荷而带负电,正,负极板所带电荷大小相等,符号相反.电荷定 向移动形成电流,由于同性电荷的排斥作用,所以开始电流最大,以后逐渐减小,在电 荷移动过程中,电(diàn)容(róng)器(qì)极板储存的电荷不断增加,电(diàn)容(róng)器(qì)两极板间电压 uc 等于电源电 压 u 时电荷停止移动,电流 i=0,开关闭合,通过导线的连接作用,电(diàn)容(róng)器(qì)正负极板电荷中和掉. 当 k 闭合时,电(diàn)容(róng)器(qì) c 正极正电荷可以移动 负极上中和掉,负极负电荷也可以移到正极中和掉,电荷逐渐减少,表现电流减小,电压也逐渐减小为零.。
在其他情形下,或者分子电流根本不通过S,或者从S背面流出 来后再从前面流进,所以对IM没贡献。 因此,通过S的总磁化电流JM等于边界线L所链环着的分子数目 乘上每个分子的电流i。图示边界线L上的一个线元dl。 设分子电流圈的面积为a.由图可见,若分子中心位于体积为a⋅dl 的柱体内, 则该分子电流就被dl所穿过。因此, 若单位体积分子数为n, 则被边界线L链环着的分子电流数目为为此数目乘上每个分子的电流 i 即得从S背面流向前面的总磁化电流以JM表示磁化电流密度, 有⋅Lnla d⋅=⋅=⋅=LLLnniIlMlmladddM⋅=⋅LSlMSJddM把线积分变为∇× M的面积分, 由S的任意性可得微分形式MJ×∇=M3.极化电流JP① 定义:当电场变化时, 介质的极化强度P发生变化, 这种变化产生另一种电流,称为极化电流电流。电荷密度 定义②由xi是V内每个带电粒子的位置, 其电荷为ei。V∂eiiΔ=xPPJvxPt=Δ=Δ∂=∂∂VeVetiiii可得极化电流密度的表示式场的作用是通过诱导电流JP+JM激发磁场。
2.磁场的由来与磁体之间相互作用以及电流之间相互作用的解释。由这些实验分析得到的电流元之间相互作用力的规律,是认识电流产生磁场以及磁场对电流作用的基础。因此,实际结构系统的阻尼是十分复杂的,包括由于材料分子之间的摩擦引起的内阻尼机制、构件之间支承与连接部位的摩擦机制、振动时与周围介质(大气等)的相互作用引起的能量耗散机制、振动时基础与地基相互作用引起的能量耗散机制等。
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