AN AN 1639 17.957 19,565 22.78 21.173 24.3 25.996 30.8 100 电场强度矢量 电势分布
电场强度矢量 电势分布
4.2唯一性定理 唯一性定理内容:在场域V的各边界面S上给定电位) 00 的值,则泊松方程或拉普拉斯方程在场域V内的解唯一。 00 说明:若对同一面积,同时给定p和的值,则不存在唯一解。 唯一性定理的意义: 指出了静态场边值问题具有唯一解的条件 为静态场边值问题求解方法提供了理论依据,为结果正确性提供 了判据 唯一性定理是间接法求解拉普拉斯方程(泊松方程)的理论依据
4.2 唯一性定理 唯一性定理内容:在场域V的各边界面S上给定电位 、 的值,则泊松方程或拉普拉斯方程在场域V内的解唯一。 n 说明:若对同一面积,同时给定 和 的值,则不存在唯一解。 n 唯一性定理的意义: 指出了静态场边值问题具有唯一解的条件 为静态场边值问题求解方法提供了理论依据,为结果正确性提供 了判据 唯一性定理是间接法求解拉普拉斯方程(泊松方程)的理论依据
4.3镜像法 几个实例: 求解位于接地导体板附近的点电荷产生的电位 非均匀感应电荷 ●q 非均匀感应电荷产生白 电位很难求解,可以月 等效电荷 等效电荷的电位替代 接地导体球附近有一个点电荷,如图。 等效电荷 非均匀感应电荷产生的 电位很难求解,可以用 等效电荷的电位替代 非均匀感应电荷☑
4.3 镜像法 几个实例: q q′ 非均匀感应电荷 等效电荷 非均匀感应电荷产生的 电位很难求解,可以用 等效电荷的电位替代 求解位于接地导体板附近的点电荷产生的电位 接地导体球附近有一个点电荷,如图。 q 非均匀感应电荷 q′ 等效电荷 非均匀感应电荷产生的 电位很难求解,可以用 等效电荷的电位替代
镜像法原理 镜像法的目的:把原问题中包含典型边界的场的计算问题化为无限 大均匀媒质空间中的问题求解,达到简化求解的目的 镜像法基本思路:在求解域外的适当位置,放置虚拟电荷等效替代 分界面上导体的感应面电荷或媒质的极化面电荷的作用,取消分界 面的存在。 镜像法理论依据:唯一性定理。 由唯一性定理:满足同一方程和同样边界条件的电位分布的解是 相同的,所以引入像电荷(等效电荷)后,应该有 电位函数仍然满足原方程(拉氏方程或泊松方程) 电位分布仍满足原边界条件 镜像电荷位置选择原则: 镜像电荷必须位于求解区域以外 镜像电荷的引入不能改变原问题的边界条件
镜像法的目的:把原问题中包含典型边界的场的计算问题化为无限 大均匀媒质空间中的问题求解,达到简化求解的目的. 镜像法基本思路:在求解域外的适当位置,放置虚拟电荷等效替代 分界面上导体的感应面电荷或媒质的极化面电荷的作用,取消分界 面的存在。 镜像法原理 镜像法理论依据:唯一性定理。 由唯一性定理:满足同一方程和同样边界条件的电位分布的解是 相同的,所以引入像电荷(等效电荷)后,应该有 电位函数仍然满足原方程(拉氏方程或泊松方程) 电位分布仍满足原边界条件 镜像电荷位置选择原则: ➢ 镜像电荷的引入不能改变原问题的边界条件 ➢ 镜像电荷必须位于求解区域以外
4.3.1、接地导体平面的镜像 1、点电荷对无限大接地平面导体边界的镜像 原问题: 无限大接地导体平面(z=0),点 h 电荷g位置:z=h 导体 求空间中电位分布。 等效问题: P(x,y, 要求:与原问题边界条件相同 原电荷:q:z=h 镜像电荷(等效电荷):-q->z=-h(求解 域外) 取消导体边界面,z>0空间媒质充满整 个空间
4.3.1、接地导体平面的镜像 1、点电荷对无限大接地平面导体边界的镜像 x z h q 导体 原问题: 无限大接地导体平面(z=0),点 电荷q位置:z=h 求空间中电位分布。 x z h h q −q P x y z ( , , ) R R' 等效问题: 要求:与原问题边界条件相同 原电荷:q:z=h 镜像电荷(等效电荷):-q->z=-h(求解 域外) 取消导体边界面,z>0空间媒质充满整 个空间