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由于内、外导体面上的自由电荷和电介质与内外导体的交界面上的束缚电荷都是轴对称分布的,故介质中的电场也是轴对称的。 |
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例题 04-11-03-01 在无限长电缆内,导体圆柱A和同轴导体圆柱壳B的半径分别为 和 ( < ),单位长度所带电荷分别为+λ和-λ,内、外导体之间充满电容率为 的均匀电介质。求电介质中任一点的场强及内、外导体间的电势差。
解: 取高斯面,它是半径为 ( < < )、长度为 的同轴圆柱形闭合面 。左、右两底面与电位移 的方向平行,其外法线方向皆与 成夹角θ=π/2,故电位移通量为0;柱侧面与 的方向垂直,其外法线与 同方向,θ=0°通过侧面的电位移通量为 cos0°(2π )。被闭合面包围的自由电荷为λ 。按有电介质时静电场的高斯定理[式(3b)],有
,
即
并由于 和 的方向一致,故由 ,得所求场强的大小为

内、外导体间的电势差为

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