
【電】 electrostatic flux
calm; quiet; still
【電】 stat
【化】 electric flux
靜電通量(Electrostatic Flux)是電磁學中描述靜電場分布的核心概念,指通過某一閉合曲面的電場線總量,反映該曲面内淨電荷的分布情況。以下是結合權威來源的詳細解釋:
靜電通量 (Phi_E) 定義為電場強度 (mathbf{E}) 通過曲面 (S) 的面積分: $$ Phi_E = iintS mathbf{E} cdot dmathbf{A} $$ 其中 (dmathbf{A}) 為曲面微元的法向量。根據高斯定律,閉合曲面的靜電通量與其包圍的淨電荷量 (Q{text{enc}}) 成正比: $$ PhiE = frac{Q{text{enc}}}{varepsilon_0} $$ (varepsilon_0) 為真空介電常數(約 (8.85 times 10^{-12}text{C}/text{N}cdottext{m})),該公式揭示了靜電場的有源性。
靜電通量(jìngdiàn tōngliàng)對應 "electrostatic flux",定義為"通過單位面積的電位移矢量通量",強調其與介質中電極化現象的關聯。
明确其标準英譯為 "electrostatic flux",并指出在真空中等同于電通量(electric flux)。
通量為正時,曲面内含正淨電荷;為負則含負淨電荷;為零則淨電荷為零(如偶極子情形)。
通量數值等于穿過曲面的電場線總數,密度反映場強大小(IEC 60050國際電工術語标準。
權威來源:
- 高斯定律原始論述見 J.C. Maxwell, A Treatise on Electricity and Magnetism, 1873.
- 标準定義參考國際電工委員會術語庫 IEC Electropedia(條目編號 121-02-26)。
靜電通量是靜電場中描述電場線穿過某一面積的物理量,結合靜電場的特性和電通量的定義,其核心内容如下:
靜電通量指靜電場(由靜止電荷産生的電場)中穿過某一給定面積(或閉合曲面)的電場線總量,用符號$Phi_E$表示。它反映了電場在該區域的分布強度。
根據電場與面積的幾何關系,公式分為三種情況:
對于閉合曲面,靜電通量與内部電荷的關系由高斯定理描述: $$ PhiE = frac{Q{text{内}}}{varepsilon0} $$ 其中$Q{text{内}}$是閉合曲面内的淨電荷量,$varepsilon_0$為真空介電常數。這表明閉合曲面的靜電通量僅由内部電荷決定。
靜電場的電場線起于正電荷、終于負電荷,且不隨時間變化。因此,靜電通量的計算通常與靜止電荷分布直接相關(如點電荷、帶電平面等)。
若空間中存在一個點電荷$Q$,以該電荷為中心作半徑為$r$的球面,則通過球面的靜電通量為: $$ Phi_E = frac{Q}{varepsilon_0} $$ 這體現了高斯定理的典型應用。
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