电位移矢量如何理解?物理意义?百度上找到的只是说这是一个方便计算的量,但是作为麦克斯韦方程中的重要量不可能没有具体的物理

Reystal2022-10-04 11:39:542条回答

电位移矢量如何理解?物理意义?
百度上找到的只是说这是一个方便计算的量,但是作为麦克斯韦方程中的重要量不可能没有具体的物理意义。
希望大家帮忙理解下。
PS:有一片论文是专门讲电位移矢量的理解的,但我校外的IP下不了,可以的话大家帮忙下下

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xzhuanqian 共回答了16个问题 | 采纳率81.3%
简单的说,电荷有两种,自由电荷与感应电荷,D表示的就只是自由电荷产生的电场(准确的说,不是电场,因为单位不一样)。
先来看一下公式 D=ε0E+P,P 为电极化强度

外加电场的作用下,介质中分子带正电部分和带负电部分分开,形成电偶(http://baike.baidu.com/view/266611.htm),电偶用p表示,极化强度P是p的体密度。
所以P可以用来表示感应电荷。是+号而不是-号是
因为电荷反号的原因。
P又可以写成P=χeε0E,再令εr=1+χe,则D=ε0εrE 或 D=εE (ε=ε0εr)
下标打不出来,自己看吧
具体推导要用到微积分(一点点概念)和电磁学知识。任何一本电磁学教材上都有。
1年前
jlfriday 共回答了19个问题 | 采纳率78.9%
通过任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合面所包围的自由电荷的代数和。
1年前

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D=eE.
这里e代表介电常数,是相对介电常数和真空介电常数的积,是个和物质有关的量.
所以只要求E就行了.
根据高斯定理E=d/(2e0)
这里d为电荷面密度,e0为真空介电常数.
在静电场中,做一闭合曲面S ,若曲面积分D’乘以dS‘=0(D’是电位移矢量),则S面内必定:
在静电场中,做一闭合曲面S ,若曲面积分D’乘以dS‘=0(D’是电位移矢量),则S面内必定:
A)既无自由电荷,也无束缚电荷;B)没有自由电荷;
C)自由电荷和束缚电荷的代数和为零;
D)自由电荷的代数和为零.
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选C,高斯定理,∮D·dS=q,那就说明q=0啦
什么是电位移矢量?
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电位移矢量D
D=ε_{0} ε_{r} E + P
1,这是一个数学量,也就是说,你不可能在所有的物理现象中都找到D的物理含义.
各种物理教材上都努力避免这个问题.
2,电位移矢量的提出是为了得到统一的电磁学理论,就是麦克斯韦方程.这样的数学
形式的量,虽然没有明确的物理含义,却使得各种物理现象得到了统一.也就是说.D是E和P的“某种加和”(你可以看看上面的公式),而D的规律在所有的现象中是一致的.
就是四个麦克斯韦方程中的一个.可以从这个方程中看出,它和自由电荷是相关连的.
你甚至可以认为是自由电荷的电场矢量(但是这不确切,因为他本身有含有了极化矢量P).
总之,就是一个数学量.
一半径为R的导体球所带电量Q,球外电介质的相对介电常数为εr,求空间上任一点的电位移矢量D.
一半径为R的导体球所带电量Q,球外电介质的相对介电常数为εr,求空间上任一点的电位移矢量D.
此题不明白的是为什么电荷都分布在导体表面上?是因为静电平衡?但静电平衡不是导体在外电场中,然后让导体上电荷重新分布的吗?
海龟亮仔1年前1
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D=εr*ε0*E=Q/(4*π*R2)
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对于电荷都分布在表面 可用高斯定理证的 (导体内部电场处处为0)
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主要是,麦克斯韦方程组中,电场强度与磁场强度对称,电位移矢量与磁感应强度对称,但我们定义物理意义时,却是定义的电场强度和磁感应强度,为什么不改为定义电场强度和磁场强度呢?另外,这四个量到底是什么物理意义啊,它们有什么关系啊,昏了。
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秋雨撩人 共回答了23个问题 | 采纳率100%
1.电场强度[1] 是描述电场的性质的基本物理量,是个矢量.简称场强.规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同.按照这个规定,负电荷在该点受的电场力方向与电场强度方向相反.电场的基本特征是能使其中的电荷受到电场力.
  在电场中某观察点的电场强度E,等于置于该点的静止电荷q'所受的力F与电量q'的比.试验电荷q'的数值应足够小,不改变它所在处的电场.这样,电场强度就等于每单位正电荷所受的力.
2.磁场强度是线圈安匝数的一个表征量,反映磁场的源强弱.磁感应强度则表示磁场源在特定环境下的效果
3.通过任意闭合曲面的电位移通量等于该闭合面所包围的自由电荷的代数和.
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物理题^_^电位移矢量的时间变化率 dD/dt 的单位是 a 库仑/立方米b 库仑/秒c 安培/立方米d 安培*立方米
fyp123-0071年前3
hww1984 共回答了17个问题 | 采纳率100%
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关于电位移矢量电位移矢量D表述中说在数值上等于该闭合曲面所保卫的自由电荷电量的代数和,但是D=xE+P中的P是束缚电荷,
关于电位移矢量
电位移矢量D表述中说在数值上等于该闭合曲面所保卫的自由电荷电量的代数和,但是D=xE+P中的P是束缚电荷,那么应该把束缚电荷的电量考虑进去啊?为什么不呢?
renyanhe1年前1
逸雪清香 共回答了15个问题 | 采纳率80%
电位移定义为D=εE+P,其中DEP都是矢量.
原始的积分形式是∫(εE+P).dS=Σq,∫在这里表示对封闭曲面求积分,积分号上面本来还有个圈我打不出来.
所以有∫D.dS=Σq
而且这个式子说明:通过任意封闭曲面的电位移通量等于该封闭曲面包围的自由电荷的代数和.
而不是你说的电位移等于该封闭曲面包围的自由电荷的代数和.电位移是矢量,怎么可能等于标量的电荷呢?
点电荷的电位移矢量是多少
姑苏邀月1年前1
小军aini 共回答了16个问题 | 采纳率87.5%
在各向同性匀均介质中
D=介质的电容率(介电常数)*场强=[1/(4丌)]q/(r^2)
q为场源点电荷的电量
r为场点到场源点电荷的距离
什么是电位移线,不是指电位移或电位移矢量.
77896881年前2
玫瑰俱乐部322 共回答了18个问题 | 采纳率100%
电位移线
类似于电场线(E 线),线上每一点的切线方向表示该点的电位移方向
在电场中也可以画出电位移线(D 线);由于闭合面的电位移通量等于被包围的自由电荷,所以D 线发自正自由电荷止于负自由电荷.
电位移矢量是什么?
51326911年前1
feitian999 共回答了18个问题 | 采纳率100%
你去看看 就是电介质在电场中的场强矢量与相对电容率的乘积再乘以一个真空电容率,引入这个矢量是为了计算方便,没有实际意义
【关键词】:环路定理、高斯定理、静电场、磁场、电位移矢量、磁场强度
【关键词】:环路定理、高斯定理、静电场、磁场、电位移矢量、磁场强度
急用
lyw6151年前1
malcool 共回答了21个问题 | 采纳率95.2%
麦克斯韦方程组
关于静电场和稳恒磁场的基本规律,可总结归纳成以下四条基本定理:
静电场的高斯定理:
静电场的环路定理:
稳恒磁场的高斯定理:
磁场的安培环路定理:
上述这些定理都是孤立地给出了静电场和稳恒磁场的规律,对变化电场和变化磁场并不适用.
麦克斯韦在稳恒场理论的基础上,提出了涡旋电场和位移电流的概念:
1.麦克斯韦提出的涡旋电场的概念,揭示出变化的磁场可以在空间激发电场,并通过法拉第电磁感应定律得出了二者的关系,即
上式表明,任何随时间而变化的磁场,都是和涡旋电场联系在一起的.
2.麦克斯韦提出的位移电流的概念,揭示出变化的电场可以在空间激发磁场,并通过全电流概念的引入,得到了一般形式下的安培环路定理在真空或介质中的表示形式,即
上式表明,任何随时间而变化的电场,都是和磁场联系在一起的.
综合上述两点可知,变化的电场和变化的磁场彼此不是孤立的,它们永远密切地联系在一起,相互激发,组成一个统一的电磁场的整体.这就是麦克斯韦电磁场理论的基本概念.
在麦克斯韦电磁场理论中,自由电荷可激发电场 ,变化磁场也可激发电场 ,则在一般情况下,空间任一点的电场强度应该表示为
又由于,稳恒电流可激发磁场 ,变化电场也可激发磁场 ,则一般情况下,空间任一点的磁感强度应该表示为
因此,在一般情况下,电磁场的基本规律中,应该既包含稳恒电、磁场的规律,如方程组(1),也包含变化电磁场的规律,
根据麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流的概念,变化的磁场可以在空间激发变化的涡旋电场,而变化的电场也可以在空间激发变化的涡旋磁场.因此,电磁场可以在没有自由电荷和传导电流的空间单独存在.变化电磁场的规律是:
1.电场的高斯定理 在没有自由电荷的空间,由变化磁场激发的涡旋电场的电场线是一系列的闭合曲线.通过场中任何封闭曲面的电位移通量等于零,故有:
2.电场的环路定理 由本节公式(2)已知,涡旋电场是非保守场,满足的环路定理是
3.磁场的高斯定理 变化的电场产生的磁场和传导电流产生的磁场相同,都是涡旋状的场,磁感线是闭合线.因此,磁场的高斯定理仍适用,即
4.磁场的安培环路定理 由本节公式(3)已知,变化的电场和它所激发的磁场满足的环路定理为
在变化电磁场的上述规律中,电场和磁场成为不可分割的一个整体.
将两种电、磁场的规律合并在一起,就得到电磁场的基本规律,称之为麦克斯韦方程组,表示如下
上述四个方程式称为麦克斯韦方程组的积分形式.
将麦克斯韦方程组的积分形式用高等数学中的方法可变换为微分形式.微分形式的方程组如下
上面四个方程可逐一说明如下:在电磁场中任一点处
(1)电位移的散度 等于该点处自由电荷的体密度 ;
(2)电场强度的旋度 等于该点处磁感强度变化率 的负值;
(3)磁场强度的旋度 等于该点处传导电流密度 与位移电流密度 的矢量和;
(4)磁感强度的散度 处处等于零.
麦克斯韦方程是宏观电磁场理论的基本方程,在具体应用这些方程时,还要考虑到介质特性对电磁场的影响,
即 ,
以及欧姆定律的微分形式 .
方程组的微分形式,通常称为麦克斯韦方程.
在麦克斯韦方程组中,电场和磁场已经成为一个不可分割的整体.该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律,并预言了电磁波的存在.
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电位移矢量D在电磁学中是以辅助场量的形式引入的,虽然我们可以由D与E之间的实验关系求出电场强度E,但是实际上D是无确切物理含义的.
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库伦/平方米*秒
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束缚电荷产生的电场也遵循真空中的高斯定理吗?
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不一定,电位移矢量的方向电场强度方向又是不同.束缚电荷产生的电场也遵循真空中的高斯定理.
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空心的介质球电量为+Q的电荷均匀分布于与间的电介质球壳内,试求r(在与之间)的电场强度和电位移矢量.
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一空心的介质球,其内半径为R1,外半径为R2,所带的电量为+Q,这些电荷均匀分布于与间的电介质球壳内,试求r(在与之间)的电场强度和电位移矢量.
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用高斯定理做.
D*4πr^2=Q*(r^2-R1^2)/(R2^2-R1^2)
所以电位移矢量D的大小为:
D=Q*(r^2-R1^2)/[(R2^2-R1^2)*4πr^2]
方向沿球体的径向,即or方向.
D=εE
所以E的大小为:
E=Q*(r^2-R1^2)/[(R2^2-R1^2)*ε*4πr^2]
方向与D相同,沿径向.