电场强度和电位移矢量的区别有哪些

发布网友发布时间：2023-01-04 20:38

共1个回答

懂视网时间：2023-01-05 00:59

1、电位移矢量是在讨论静电场中存在电介质的情况下，电荷分布和电场强度的关系时引入的辅助矢量。即是一个用以描述电场的辅助物理量，用符号D表示。

2、它的定义式为：D=ε0E+P，式中E是电场强度，P是极化强度，ε0是真空介电常数。D的单位是C/m?。对线性各向同性的电介质有D=εE，ε是电介质的绝对介电常数。电位移矢量又叫电感应强度矢量。

热心网友时间：2023-11-03 17:03

不同点：

一、定义不同

（1）电场强度是放入电场中某点的电荷所受静电力F跟它的电荷量比值，定义式E=F/q ，适用于一切电场；其中F为电场对试探电荷的作用力，q为试探电荷的电荷量，单位N/C。

定量的实验证明，在电场的同一点，电场力的大小与试探电荷的电荷量的比值是恒定的，跟试探电荷的电荷量无关。

它只与产生电场的电荷及试探电荷在电场中的具体位置有关，即比值反映电场自身的特性（此处用了比值定义法），因此我们用这一比值来表示电场强度，简称场强，通常用E表示。

（2）位移矢量是在讨论静电场中存在电介质的情况下，电荷分布和电场强度的关系时引入的辅助矢量。即是一个用以描述电场的辅助物理量，用符号D表示。它的定义式为：D=ε0E+P

式中E是电场强度，P是极化强度，ε0是真空介电常数。D的单位是C/m²。对线性各向同性的电介质有D=εE，ε是电介质的绝对介电常数。电位移矢量又叫电感应强度矢量。

二、适用领域范围不同

电位移矢量只在电场中存在电介质的情况下存在，电场强度存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。

三、方向不同

电场中某点的场强方向规定为放在该点的正电荷受到的静电力方向。

对于真空中静止点电荷q所建立的电场，可以由库仑定律得出。

式中r是电荷q至观察点（或q'）的距离；r是由q指向该观察点的单位矢量，它标明了E的方向

静电场或库仑电场是无旋场，可以引入标量电势φ，而电场强度矢量与电位标量间的关系为负梯度关系

E=-▽γφ

时变磁场产生的电场称为感应电场，是有旋场。引入矢量磁位A并选择适当规范，可得电场强度与矢量磁位间的关系为时间变化率的负数关系，即感应电场与库仑电场的合成电场是有源有旋场。

电位移矢量D在电磁学中是以辅助场量的形式引入的，虽然我们可以由D与E之间的实验关系求出电场强度E，但是实际上D是无确切物理含义的，电位移矢量因此没有确切方向。

相同点：电场强度E和电位移矢量D都是矢量

场强是矢量，其方向为正的试验电荷受力的方向，其大小等于单位试验电荷所受的力。场强的单位是伏/米，1伏/米=1牛/库。场强的空间分布可以用电场线形象地图示。

电场强度遵从场强叠加原理，即空间总的场强等于各电场单独存在时场强的矢量和，即场强叠加原理是实验规律，它表明各个电场都在独立地起作用，并不因存在其他电场而有所影响。

以上叙述既适用于静电场也适用于有旋电场或由两者构成的普遍电场。电场强度的叠加遵循矢量合成的平行四边形定则。

电场强度的大小，关系到电工设备中各处绝缘材料的承受能力、导电材料中出现的电流密度、端钮上的电压，以及是否产生电晕、闪络现象等问题，是设计中需考虑的重要物理量之一。

电位移矢量是一个用以描述电场的辅助物理量，是矢量。因为物质有极化作用，是真空中的高斯定律修正。

位移电流是电位移矢量时间变化率的量，并对面积分。因为这个量同电流一样产生磁场，故称为位移电流，但本质并非电流，而是电场变化率。所以磁场的产生除了电荷运动外，还有电场的变化。

扩展资料：

各类场强公式

真空中点电荷场强公式：E=KQ/r2 （k为静电力常量k=9.0×10^9N.m^2/C^2）

匀强电场场强公式：E=U/d（d为沿场强方向两点间距离）

任何电场中都适用的定义式：E=F/q

平行板电容器间的场强E=U/d=4πkQ/eS

介质中点电荷的场强：E=kQ/(r2)

均匀带电球壳的电场：E内=0，E外=k×Q/r2

无限长直线的电场强度：E=2kρ/r（ρ为电荷线密度，r为与直线距离）

带电半圆对圆心的电场强度：E=2kρ/R（ρ为电荷线密度，R为半圆半径）

与半径为R圆环所在的平面垂直，且通过轴心的*轴线上的场强：kQh/(h2+R2)3/2

对任意带电曲线的场强公式：E=∫kρ/r2 ds....（r为距曲线距离，为坐标x，y的函数，ρ为电荷线密度）

参考资料：百度百科—电位移矢量

百度百科—电场强度