多導(dǎo)體系統(tǒng)
[拼音]:duodaoti xitong
[外文]:system of conductors
3個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)體組成的靜電系統(tǒng)。 若這樣的導(dǎo)體系統(tǒng)中總電荷代數(shù)和為零,便稱之為獨(dú)立的多導(dǎo)體靜電系統(tǒng)。在多導(dǎo)體系統(tǒng)中,所有電力線全部從此系統(tǒng)內(nèi)的 帶電體發(fā)出并終止在系統(tǒng)內(nèi)的帶電體上,與外界沒(méi)有聯(lián)系;導(dǎo)體間的電場(chǎng)分布只與系統(tǒng)內(nèi)各帶電體的形狀、尺寸、相對(duì)位置及電介質(zhì)有關(guān)而與系統(tǒng)外的帶電體無(wú)關(guān)。對(duì)于n+1個(gè)導(dǎo)體組成的靜電獨(dú)立系統(tǒng)
q0+q1+q2+…+qn=0
式中q0、q1、q2、…、qn分別為各導(dǎo)體的電荷,設(shè)q0屬于電位為零的參考導(dǎo)體。若電介質(zhì)的介電常數(shù)不隨電場(chǎng)強(qiáng)度而變化,則導(dǎo)體系統(tǒng)便是線性的。對(duì)于靜電獨(dú)立線性系統(tǒng),各導(dǎo)體的電位φk與電荷qj(j,k=1,2,…,n)有以下關(guān)系:
φ1=α11q1+α12
q2+…+α1nqn
φ2=α21q1+α22q2+…+αqn
………………
φn=αn1q1+αq2+…+αqn
或以矩陣形式表示為
[φ]=[α][q]
式中α為電位系數(shù)。αkk 稱為導(dǎo)體K的自電位系數(shù);αjk 稱為導(dǎo)體j與K的互電位系數(shù),且αjk=αkj 。所有各電位系數(shù)均為正值。由上式可導(dǎo)出電荷與電位間的關(guān)系為
q1=β11φ1+β12φ2+…+β1nφn
q2=β21φ1+β22φ2+…+βφn
………………………
qn=βn1φ1+βφ2+…+βφn
其矩陣形式為
[q]=[β][φ] β]=[α]-1
式中β為感應(yīng)系數(shù);βkk為導(dǎo)體K的自感應(yīng)系數(shù),又稱電容系數(shù);βjk為導(dǎo)體j與K的互感應(yīng)系數(shù),且βjk=βkj 。βkk >0,但βjk ≤0。經(jīng)過(guò)一些變換,還可得出電荷與電壓間的關(guān)系為
q1=C10φ1+C12(φ1-φ2)+…+C1n(φ1-φn)
q2=C21(φ2-φ1)+C20φ2+…+C(φ2-φn)
…………………………
qn=Cn1(φn-φ1)+C(φn-φ2)+…+Cφn
及
Ck0=βk1+βk2+…+βkn
Cjk=-βjk
式中C為部分電容;Ckk為自部分電容;Cjk 為互部分電容,且Cjk=Ckj 。部分電容均為正值。使用部分電容在研究導(dǎo)體系統(tǒng)的電位與電荷關(guān)系時(shí),可以將多導(dǎo)體系統(tǒng)化為等效的電容電路來(lái)分析。
電位系數(shù)的單位為1/法(拉),感應(yīng)系數(shù)與部分電容的單位均為法(拉)。 3類系數(shù)均只與導(dǎo)體的形狀、尺寸、相對(duì)位置及電介質(zhì)有關(guān),在線性介質(zhì)中,與系統(tǒng)的電荷及電位無(wú)關(guān)。
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標(biāo)簽:duodaoti xitong、多導(dǎo)體系統(tǒng)
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文章名稱:《多導(dǎo)體系統(tǒng)》
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