本文主要是介绍静电场概述，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
什么是静电场
静电场是由特殊的电荷引起场。
这个特殊的电荷指：相对于观察者静止、且电量不随时间改变的电荷。
库仑定律
指在无限大的真空中，当两个静止的小带电体之间的距离远远大于本身的几何尺寸时，该两带电体之间的作用力。
如图所示：
点电荷q1作用于点电荷q2的作用力为：
式中：ε为真空的介电常数，其值约为1/36π×10^(-9)F/m。
库仑定律只能直接用于点电荷。
所谓点电荷，是指当带电体尺度远小于它们之间的距离时，将其电荷集中于一点的理想化模型。
问题：q1和q2相隔了一定的距离，为什么还会有相互作用力？
电荷q1对电荷q2的作用力，是由于q1在空间产生电场，电荷q2在电场中受力。我们用电场强度来描述电场。
电荷密度
在介绍电场强度之前，先来看看电荷密度。
对于实际的带电体，一般分布在一定区域内，我们称其为：分布电荷。通常用电荷体密度来描述电荷的空间分布情况：
如果电荷分布在宏观尺度h很小的薄层内，则可认为电荷分布在一个几何曲面上，用面密度来描述其分布：
对于一条细线上的电荷用线密度来描述：
电场强度
定义：空间一点的电场强度为该点的单位正试验电荷所收到的力：
可以看出电场强度是空间坐标的矢量函数。
单位正试验电荷：体积小、带电量小、引入电场后不影响电场分布的电荷。
1.点电荷在真空中电场强度
若有n个点电荷，则产生的电场强度为：
2.连续分布电荷的电场强度
体分布电荷产生的电场强度：
得：
面分布电荷：
线分布电荷：
静电场的电位
1.环路定理
将实验电荷qt沿路径l从A到B，电场力做功为：
由上述公式可知：
a、发现电场力做功只与起点A和终点B有关，与路径无关。(也适用于多个电荷产生的电场)
b、在静电场中，沿闭合路径移动电荷一圈，电场力做功为0。即：
上式为环路定理(积分形式)，说明静电场是一个守恒场(保守场)。
由斯托克斯公式可得：
故(环路定理的微分形式)，说明在静电场中，电场强度的旋度处处为0，静电场为无旋场。
2.静电场电位
由将E变成
的形式。
而▽φ为变化率增加最快(梯度)，E为电位下降最快，故需要添加负号“ - ”，即：
我们将φ定义为电位。
将之前电场力做功的公式进行一些数学变化：
当qt=1时：
可以得出以下结论：
a、两点之间的电位差有确定的数值，与路径无关。
b、AB之间的电压，等于移动单位正电荷从A点到B点电场力所做功。
参考点
由
可知，同样的电场强度E可对应许多不同的电位φ。故：电位φ的值是相对的，而选择参考点后(规定其电位为0)，电位就能唯一确定。当电荷分布在有限区域时，通常选取无穷远处为参考点。
当选取无穷远处为参考点后，各种电荷产生的电位如下：
这篇关于静电场概述的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
