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电通密度英文解释翻译、电通密度的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【电】 electric flux density

分词翻译:

电的英语翻译:

electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-

通的英语翻译:

all; authority; connect; general; go to; notify; open; through; understand
whole
【医】 make; per-

密度的英语翻译:

density; thickness
【化】 density
【医】 density

专业解析

电通密度(电位移矢量)是电磁学中的核心概念,其英文对应术语为"electric displacement"或"electric flux density",常用符号D表示。该物理量最早由麦克斯韦在构建电磁场理论体系时提出,用于描述介质中电场与极化电荷的相互作用关系。

在数学定义上,电通密度矢量由电场强度E与电极化强度P共同构成,满足关系式: $$ D = varepsilon_0 E + P $$ 其中$varepsilon_0$为真空介电常数(约8.85×10⁻¹² F/m)。在国际单位制中,电通密度的单位为库仑/平方米(C/m²)。这一关系式揭示了材料内部极化效应对电磁场分布的影响机制(参考:高等教育出版社《电磁场与电磁波》第4版)。

电通密度的物理意义主要体现在两个方面:① 表征单位面积通过的电场线数量;② 在介质中建立与自由电荷的直接关联。通过高斯定律的微分形式$ abla cdot D = rho_{free}$可清晰看出,电通密度矢量的散度仅与自由电荷密度相关,这一特性使其在求解复杂介质中的电场分布时具有显著优势(参考:David J. Griffiths《电动力学导论》)。

在工程实践中,电通密度参数对电容器设计、绝缘材料选择和电磁兼容分析具有重要指导价值。例如在高压电缆的绝缘设计中,工程师通过控制电通密度值来预防介质击穿现象。当前国际电气电子工程师协会(IEEE)标准中,对各类介质的最大允许电通密度值均有明确规定(参考:IEEE Std 286-2022)。

网络扩展解释

电通密度是电学中的核心概念,以下为详细解释:

  1. 基本定义与别称 电通密度(Electric Displacement Density)又称电位移、电感应强度,符号为D,单位为库伦/平方米(C/m²)。它描述电场在介质中的分布特性,尤其在存在极化电荷时更关键。

  2. 数学表达式与物理意义

    • 定义式:$D = frac{Phi}{A}$,其中$Phi$为通过面积$A$的电通量。
    • 介质关系:在各向同性线性介质中,$D = varepsilon E$,$varepsilon$为介电常数($varepsilon = varepsilon_r varepsilon_0$),$varepsilon_r$为相对介电常数。
    • 能量关联:微分功$dW = E cdot dD$,反映电场对电介质做功的微观关系。
  3. 高斯定律中的应用 电位移通量满足高斯定理:$ointS D cdot dA = Q{text{free}}$,即闭合曲面的电通量仅与内部自由电荷总量相关,与极化电荷无关。

  4. 核心应用领域

    • 静电学:计算电场强度分布、电势及电荷分布。
    • 电动力学:与电流密度关联,分析时变电磁场问题。

扩展说明:电通密度通过引入介电常数,简化了介质中电场的计算,尤其在处理复杂边界条件时优势显著。其与极化电荷的分离特性(仅依赖自由电荷)是麦克斯韦方程组的重要基础之一。

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