电磁场与电磁波课件:8_静电学3-泊松方程和边界条件.pdf
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- 2021-09-28 发布|
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第8讲内容
泊松方程和拉普拉斯方程 P64-67
静电场的边界条件 P67-72 介质分界面上静电场的边界条件 介质分界面上电位的边界条件 理想电壁边界条件
8.1 泊松方程和拉普拉斯方程 【静电场的基本方程】 E 0 微分形式 D E dl 0 C 积分形式 S D dS Q 在线性、各向同性媒质中,本构关系 D E
【泊松方程和拉普拉斯方程】 D E E E D E 2 Possion方程 2 Laplace方程 若无源,则 0 直角坐标系中拉普拉斯算子 2 2 2 2 2 2 2 x y z
【例8-1】已知导体的电位为U (设无穷远处电位
为0),球的半径为a ,求球外的电位函数。 解:令球心为球坐标系原点。电场具有球对 称性,电位 只是r 的函数。 满足拉普拉 斯方程: 2 0 a r 2 1 2 1 d 2 d 2 r 2 r 0 r r r r dr dr C 1 C a r 2 r
积分常数C 和C 由边界条件确定 1 2 U r a C 0 2 0 r C aU 1 所以电位函数: aU a r r 【例8-2 】两无限大平行板电极,板间距离为d , 电压为U ,并充满密度为 x/d 的体电荷。求 0 0 板间电场强度。
解:根据题意,有泊松方程 2 x 0 0 x d 0 x d x d 0 0,