《电磁学》学习笔记1——电场
《电磁学》第三版赵凯华
之前自学过，现在想捡起来，写写学习笔记。
库伦定律
- 电荷的代数和是守恒的，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的某个部分转移到另一部分，它们不能被创造和消灭——电荷守恒定律。
- 导体：电荷能迅速转移或传导到其他部分的物体。
- 自由电荷：导体能导电是因为它们内部存在着可以自由移动的电荷，叫自由电荷。
- 元电荷：一个电子带电荷量的绝对值e=1.602*10^(-19)C(单位：库伦) 。
- MKSA单位制：长度单位m（米）；质量单位kg（千克）；时间单位s（秒）；电流强度单位A（安培），电流强度为单位时间内通过导线横截面的电荷量。
- 库仑定律（采用MKSA单位制）：
，e是单位电荷的电荷量，上面那个；两个静止的点电荷之间的作用力，与他们之间的距离成反比；其中
，
是真空介电常量。
- 库伦：库伦（C）的定义是：如果导线中载有1A的恒定电流，则在1秒内通过导线横截面的电荷量为1C，即：1C=1A*s。
电场强度
- 电力和磁力是通过电场和磁场来作用的。
- 电场强度：在静电场任一固定点，试探电荷所受电力是核试探电荷电量
成正比的，且
是一个无论大小和方向都与试探电荷无关的矢量，他是反应电场本身性质的，我们把它定义为电场强度，简称场强，用E来表示：
。
- 电场强度：电场强度大小等于单位电荷在该处受电场力的大小，方向与正电荷在该处所受电场力的方向一致。
- 电场强度：
高斯定理
- 电场线：在电场中作出很多曲线，曲线上每一点的切线方向和该点场强方向一致，这样的曲线叫电场线。
- 电场线数密度：电场中任一点取一小面元
与场强方向垂直，设穿过
根，则
- 规定总是使电场中任一点的电场线数密度与该点场强大小成正比，规定比例系数为1。
- 电场强度通量：
，即通过一面元
- 对于非无线小的曲面来说
- 对于闭合曲面来说
，具体证明在P39-41页。看下图理解，就是电场线从闭合曲线的某个面钻进来后从另外的面钻出去，这部分的电场强度通量就为0，只有总体呈现钻进去不出来的（负电荷），或钻出去不进来的（正电荷）这部分电场强度通量不为0，具体大小就是
- 高斯定理：通过任一闭合曲面S的电场强度通量
等于该面所包围的所有电荷电量的代数和
除以
- 本来电场强度E就是由库伦定理引出来的，电场强度E和建立电场的电荷量q正比，现在又定义了电场强度通量
- 也可以得到电场强度E和电荷面密度的关系。
电势
- 静电场力做功与路径无关
- 任何做功与路径无关的力场，叫做保守力场，或势场。
- 电场力做功：在电场中把一个试探电荷从P点移动到Q点静电场力对它做的功
- 电场强度是矢量，有方向的。
- 电势差：在上面公式中电场强度不变的情况下，试探电荷电荷量与做功成正比关系，即W与q比值大小与试探电荷本身电荷量无关，它反应了电场本身在P、Q两点的差，及P、Q两点的电势差。或称电势降落、电压。
- 电势：
- 等势面：电势相等的点组成的面叫等势面。
- 电场强度（电场线）与等势面处处正交。
电容
- 电场强度E是可以矢量叠加的，在某点产生的电场强度，公式：
，q为产生这个电场强度的电荷量。
- 上面说的电势差定义为
- 把E展开就是：
- 可知电荷本身的电荷量q与电势的关系是成正比的，用电容C表示，即：
- 电容单位为法拉：1F=1C/1V，使导体每升高单位电势所需的电荷量。
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