Методические указания к расчету электромагнитных полей. Меньшов Е.Н. - 11 стр.

UptoLike

Составители: 

11
На противоположных границах проводящего слоя будут
сосредотачиваться заряды свободных носителей. Так как на этот слой
воздействует электрическое поле внутреннего заряженного диэлект-
рического слоя, тогда за счет электростатической индукции на противо-
положных границах проводящего слоя индуцируются равные, но
разноименные электрические заряды (приводящие к компенсации в теле
проводника внешнего электрического поля): Q
ИНД
(R
2
)=-Q
ИНД
(R
1
) . Поскольку
проводниковый слой, по условию задачи, заряжен, то этот избыточный
заряд будет сосредотачиваться на наружной границе проводящего слоя.
Итак, на внутренней поверхности будет распределяться (причем
равномерно по поверхности) только индуцированный отрицательный заряд с
поверхностной плотностью
I
. На наружной поверхности равномерно
распределяется как индуцированная составляющая, так и избыточная
составляющая (введенная извне). Обозначим результирующую плотность
свободного заряда на наружной поверхности проводника через
II
.
Значения
I
и
II
связаны между собой законом баланса заряда:
q
R
Q
R
Q
III
)()(
12
.
Выражая заряды через поверхностную плотность и площадь поверхности,
имеем:
S
II
II
+ S
I
I
= S
II
.
Величина
I
определяется из граничного условия:
I
R
D
)(
11
.
)(
11
R
D есть электрическая индукция в диэлектрике на границе раздела с
проводником, которая вычисляется из найденного ранее закона
распределения Е(R):
3
)()(
1
1101
11
R
RERD
, откуда
3
1
R
I
, тогда
2
2
3
1
2
2
2
11
343
4
R
R
R
RR
S
S
II
II
II
.
3.
Третий слой :
3
2
R
R
R
.
Представляет собой нейтральный диэлектрик
(
=0) с
2
.
Решение уравнения Лапласа имеет вид:
2
3
)(
R
A
RE ,
3
3
)( B
R
A
RU , где постоянным интегрирования присвоены
индексы номера диэлектрического слоя.