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静电场-正文 观察者与电荷相对静止时所观察到的电场.它是电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质,其基本特征是对置于其中的静止电荷有力的作用.库仑定律描述了这个力.
电场强度 表示电场物理性质的基本量之一是电场强度E,它是矢量.电场强度E对场中其他电荷q┡的作用力为 静电场具有无旋场（位场）的性质,即沿场内任一环路l的电场强度E的线积分为0,该式的微分形式为静电场强度的旋度等于0, 静电场具有点源场的性质,在自由空间中由任意闭合面S穿出的电场强度通量应等于S内所有电荷的代数和并除以真空介电常数ε0, 静电感应 如果电场中存在导体,在电场力的作用下出现静电感应现象,使原来中和的正、负电荷分离,出现在导体表面上.这些电荷称为感应电荷.总的电场是感应电荷与自由电荷共同作用结果.达到平衡时,导体内部的电场为零.静电感应现象有一些应用,但也可能造成危害.
静电场中的介质 电场中的绝缘介质又称为电介质.由于电场力的作用在原子尺度上出现了等效的束缚电荷.这种现象称为电介质的极化.对一种绝缘材料,当电场强度超过某一数值时,束缚电荷被迫流动造成介质击穿而失去其绝缘性能.因此静电场的大小对电工器件的设计及材料选择十分重要.
有介质时的静电场是由束缚电荷及自由电荷共同产生的,为了表示这二者共同作用下的电场,可以引入另一个场矢量电通量密度D（又称电位移）.它定义为 式中P为电介质的极化强度,则可得高斯通量定理 式中q仅为S面内所有自由电荷,而不包括电介质的束缚电荷.高斯通量定理的微分形式为电位移的散度等于该点自由电荷（体）密度ρ,墷·D＝ρ 电介质的极化强度P与电场强度E有关,而电通量密度又与P 和E 有关,故可得表示电介质的本构方程 D＝εE式中ε=(1+χ)ε0,为电介质的介电常数(即电容率).对于线性电介质,ε为一常数；对于各向异性的电介质,D与E将不同向,ε为一张量.ε＝εrε0,εr称为相对介电常数.
电位 由于静电场是无旋场,故可用标量电位φ表征静电场（见电位）.电位与电场强度的关系是 式中Q点为电位参考点,可选在无穷远处；P点为观察点.上式的微分形式为电场强度等于电位的负梯度,即
E＝-墷φ在ε为常数的区域,式中墷·墷可记作墷2,在直角坐标中 分别为一阶与二阶微分算符.这样,可得电位φ所满足的微分方程 称为泊松方程.如果观察点处自由电荷密度ρ为0,则 墷2φ＝0称为拉普拉斯方程.泊松方程和拉普拉斯方程描述了静电场空间分布的规律性.可以证明,当已知ρ、ε及边界条件时,泊松方程或拉普拉斯方程的解是惟一的,可以设法求解电位φ,再求出场中各处的E.
静电场-正文 观察者与电荷相对静止时所观察到的电场.它是电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质,其基本特征是对置于其中的静止电荷有力的作用.库仑定律描述了这个力.
电场强度 表示电场物理性质的基本量之一是电场强度E,它是矢量.电场强度E对场中其他电荷q┡的作用力为 静电场具有无旋场（位场）的性质,即沿场内任一环路l的电场强度E的线积分为0,该式的微分形式为静电场强度的旋度等于0, 静电场具有点源场的性质,在自由空间中由任意闭合面S穿出的电场强度通量应等于S内所有电荷的代数和并除以真空介电常数ε0, 静电感应 如果电场中存在导体,在电场力的作用下出现静电感应现象,使原来中和的正、负电荷分离,出现在导体表面上.这些电荷称为感应电荷.总的电场是感应电荷与自由电荷共同作用结果.达到平衡时,导体内部的电场为零.静电感应现象有一些应用,但也可能造成危害.
静电场中的介质 电场中的绝缘介质又称为电介质.由于电场力的作用在原子尺度上出现了等效的束缚电荷.这种现象称为电介质的极化.对一种绝缘材料,当电场强度超过某一数值时,束缚电荷被迫流动造成介质击穿而失去其绝缘性能.因此静电场的大小对电工器件的设计及材料选择十分重要.
有介质时的静电场是由束缚电荷及自由电荷共同产生的,为了表示这二者共同作用下的电场,可以引入另一个场矢量电通量密度D（又称电位移）.它定义为 式中P为电介质的极化强度,则可得高斯通量定理 式中q仅为S面内所有自由电荷,而不包括电介质的束缚电荷.高斯通量定理的微分形式为电位移的散度等于该点自由电荷（体）密度ρ,墷·D＝ρ 电介质的极化强度P与电场强度E有关,而电通量密度又与P 和E 有关,故可得表示电介质的本构方程 D＝εE式中ε=(1+χ)ε0,为电介质的介电常数(即电容率).对于线性电介质,ε为一常数；对于各向异性的电介质,D与E将不同向,ε为一张量.ε＝εrε0,εr称为相对介电常数.
电位 由于静电场是无旋场,故可用标量电位φ表征静电场（见电位）.电位与电场强度的关系是 式中Q点为电位参考点,可选在无穷远处；P点为观察点.上式的微分形式为电场强度等于电位的负梯度,即
E＝-墷φ在ε为常数的区域,式中墷·墷可记作墷2,在直角坐标中 分别为一阶与二阶微分算符.这样,可得电位φ所满足的微分方程 称为泊松方程.如果观察点处自由电荷密度ρ为0,则 墷2φ＝0称为拉普拉斯方程.泊松方程和拉普拉斯方程描述了静电场空间分布的规律性.可以证明,当已知ρ、ε及边界条件时,泊松方程或拉普拉斯方程的解是惟一的,可以设法求解电位φ,再求出场中各处的E.