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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 关于平行板电容器电场分布的一个有趣问题
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kingzhou

铁虫 (小有名气)

[交流] 关于平行板电容器电场分布的一个有趣问题 已有7人参与

想到这样一个比较有意思的问题，希望可以和大家一起讨论一下。如图，一个平行板电容器，但不是物理学中那种理想的情况，而是实际金属材料板，本身有一定小电阻，并且平行板相对面有一定的粗糙度， 在这种情况下分别接通开关1 和2，平行板间的电场分布会不会有所不同？
关于平行板电容器电场分布的一个有趣问题
IMG_20140104_213351.jpg
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1楼 2014-01-05 06:40:54
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

moveonon

新虫 (小有名气)
★
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楼主接的直流电源。在开关刚闭合的瞬间，场的建立是非常快速的一个过程，在此时间段内，导体周围的电场分布跟电流瞬态分布由很大关系（具体求解请根据：电流-势函数-电场来求解），故开关1和开关2分别导通的瞬间，电场分布并不相同。但由于导体是等位体，达到稳定状态时，电场分布在两种情况下应当一致。这是一个静电场的边值问题，麦克斯韦方程+边界条件（这里是电压差），根据惟一性定理，解相同。
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9楼2014-01-05 20:50:15
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负零度

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
最终分布是一样的。。。。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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3楼2014-01-05 09:09:44
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moveonon

新虫 (小有名气)
★
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引用回帖:
10楼: Originally posted by kingzhou at 2014-01-06 04:15:26
嗯，照你这样分析，在刚接通开关的瞬间，平板间最大电场强度和最小电场强度的点都是时刻变化的？...

是，在瞬态分析中，电场是时间（滞后位表征）和空间的函数。
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12楼2014-01-06 08:28:05
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maning4737

铜虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
个人认为稳态后电荷分布不会随接入点改变 场分布是一样的

[ 发自小木虫客户端 ]
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14楼2014-01-07 00:31:42
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普通回帖

yiluwangxi

木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
的确不同，金属电阻越大越不同
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2楼2014-01-05 08:58:30
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
本人认为是一样的。楼主的电路相当于一个平板电容和一个电阻串联，因电阻为导体，无论衔接在它的任何部位，其表面任一点的电位均相同。以你由此产生的电场强度分布也是相同的。
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4楼2014-01-05 11:09:51
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kingzhou

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by peterflyer at 2014-01-05 11:09:51
本人认为是一样的。楼主的电路相当于一个平板电容和一个电阻串联，因电阻为导体，无论衔接在它的任何部位，其表面任一点的电位均相同。以你由此产生的电场强度分布也是相同的。

嗯，你这个很有道理。请问 那意味着平板之间任意两点，比如A,B点，如果A点的电场强度比B大，那么只要不改变平板相对面的形状，这个大小关系始终无法改变嘛？
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5楼2014-01-05 18:54:26
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kingzhou

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by yiluwangxi at 2014-01-05 08:58:30
的确不同，金属电阻越大越不同

哥们，我已经被他们说服了，呵呵
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6楼2014-01-05 18:55:28
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13278830580

银虫 (著名写手)

身在百乐中，不见千里马
一样的。
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7楼2014-01-05 19:01:49
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer
★
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引用回帖:
5楼: Originally posted by kingzhou at 2014-01-05 18:54:26
嗯，你这个很有道理。请问 那意味着平板之间任意两点，比如A,B点，如果A点的电场强度比B大，那么只要不改变平板相对面的形状，这个大小关系始终无法改变嘛？...

似乎应该是这样。静电学知识告诉我们，电场强度、电感、电容等性质是电器件结构与尺寸的函数，与电压和电量无关。
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8楼2014-01-05 20:08:10
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kingzhou

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
9楼: Originally posted by moveonon at 2014-01-05 20:50:15
楼主接的直流电源。在开关刚闭合的瞬间，场的建立是非常快速的一个过程，在此时间段内，导体周围的电场分布跟电流瞬态分布由很大关系（具体求解请根据：电流-势函数-电场来求解），故开关1和开关2分别导通的瞬间，电 ...

嗯，照你这样分析，在刚接通开关的瞬间，平板间最大电场强度和最小电场强度的点都是时刻变化的？
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10楼2014-01-06 04:15:26
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