1 лекция (ТОЭ-3 ЗФ)
.pdf
|
|
|
= εa |
|
; |
Dx, y, z = εa Ex, y,z ; |
||||||||||||||||||||||
|
|
D |
E |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
= Dx × |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
D |
1x + Dy ×1y + Dz ×1z ; |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂Dx |
|
∂Dy |
|
|
|
∂Dz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
divD = ∂x |
+ |
|
|
|
+ |
∂z |
= ρ; |
|
|
||||||||||||||||
∂y |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
= -grad(j) = - |
∂ϕ × |
|
|
- |
∂ϕ × |
|
|
|
|
|
|
∂ϕ ×1 |
z ; |
||||||||||||||
E |
1x |
1y - |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶x |
|
|
|
¶y |
|
|
|
|
|
|
|
¶z |
||||
|
|
Ñ2j = ¶2j + |
¶2j + |
|
¶2j = - |
r |
. |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
¶x2 |
¶y2 |
|
¶z2 |
|
|
|
|
ea |
|
|
ТПУ, ТОЭ, Носов Г.В., 2013 г. |
51 |
Пример 1. Определить модуль вектора напряженности
E = 7x ×1x + 5z ×1y + cy ×1z , (В/м)
в точке с координатами x=2 (м), y=3 (м), z=4 (м).
Решение.
Из уравнения электростатического поля в прямоугольной системе координат:
ТПУ, ТОЭ, Носов Г.В., 2013 г. |
52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1x |
|
|
|
1y |
|
1z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
¶ |
|
|
|
¶ |
|
¶ |
|
|
|
|
¶E |
|
|
|
¶Ey |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
rot E = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
z |
- |
|
|
|
|
×1x + |
|||||||||
|
¶x |
|
|
¶y ¶z |
¶y |
|
¶z |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Ex |
|
|
Ey |
Ez |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
¶E |
x |
|
|
|
|
¶E |
z |
|
|
|
|
|
¶Ey |
|
|
|
¶E |
x |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
+ |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
×1y + |
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
×1z = |
|||||||||||||||
|
|
¶z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶y |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
¶x |
|
|
|
¶x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= (c - 5) ×1x + (0 - 0) ×1y + (0 - 0) ×1z = 0.
Находим коэффициент c=5 (В/м2).
ТПУ, ТОЭ, Носов Г.В., 2013 г. |
53 |
Далее рассчитываем проекции вектора напряженности в заданной точке
с координатами x=2 (м), y=3 (м), z=4 (м):
Ex = 7 x = 7 × 2 = 14
Ey = 5z = 5 × 4 = 20
Ez = cy = 5 ×3 = 15
(В/м)
(В/м)
(В/м)
Искомый модуль вектора напряженности:
E= Ex2 + Ey2 + Ez2 = 142 + 202 +152 =
=28, 653(В/м)
ТПУ, ТОЭ, Носов Г.В., 2013 г. |
54 |
Пример 2. Определить объемную плотность зарядов ρ (мкКл/м3) при потенциале:
ϕ= 3×10−6 × x2 + 2 ×10−6 × y2 - 6 ×10−6 × z2 , В.
εa
Решение. Из уравнения Пуассона в прямоугольной системе координат
2 |
¶2ϕ ¶2ϕ ¶2ϕ |
|
ρ |
Ñ ϕ = |
¶x2 + ¶y2 + ¶z2 |
= - |
|
εa |
ТПУ, ТОЭ, Носов Г.В., 2013 г. |
55 |
получаем
-2 ×10−6 = - ρ ,
εa εa
тогда объемная плотность зарядов составит:
ρ = 2 ×10−6 = 2 (мкКл/м3).
ТПУ, ТОЭ, Носов Г.В., 2013 г. |
56 |