場(chǎng)地
介紹
代表電場(chǎng)基本特性的物理量。 它等于力與放置在觀察點(diǎn)的靜止正測(cè)試電荷上的電荷之比。設(shè) q 是一個(gè)非常小的正測(cè)試電荷電場(chǎng)強(qiáng)度教案，F(xiàn) 是 q 上的力，則
E=F/q
電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量，以伏每米 (V/m) 為單位測(cè)量。 一般來(lái)說(shuō)，E是時(shí)間和空間的函數(shù)。
電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷的關(guān)系。 如果已知電場(chǎng)中的電荷分布模式，特別是當(dāng)電荷分布集中在一個(gè)小區(qū)域時(shí)，并且某一點(diǎn)E的位置與該區(qū)域的距離遠(yuǎn)大于電荷分布區(qū)域。 線性時(shí)，電荷為q的電荷可以看作點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷所在的位置稱為源點(diǎn)。 根據(jù)庫(kù)侖定律，可以得出真空中某一點(diǎn)（稱為場(chǎng)點(diǎn)）的E為
式中，ε0為真空介電常數(shù)，ε0≈8.85×10-12F/m； r0是從源點(diǎn)指向場(chǎng)點(diǎn)連線r方向的單位向量。 空氣的介電常數(shù)非常接近ε0。 如果空氣中存在其他形式的電荷分布，如線分布、面分布或體積分布電場(chǎng)強(qiáng)度教案，則可以利用場(chǎng)的疊加，通過(guò)矢量積分得到相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E。
電力線電場(chǎng)中E對(duì)某一面積S的面積積分，即∫sE·dS，稱為通過(guò)該面積的電場(chǎng)強(qiáng)度通量。 電場(chǎng)可以通過(guò)電力線可視化來(lái)描述其分布。 電源線上某一點(diǎn)的切線方向定義為該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向。 在繪制功率線圖時(shí)，垂直于E的單位面積上穿過(guò)的功率線的數(shù)量往往與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。 在靜電場(chǎng)中，電力線從正電荷開始，以負(fù)電荷結(jié)束，既不閉合、中斷，也不交叉。 根據(jù)上述原理繪制的靜電場(chǎng)電力線分布圖像，很容易判斷電場(chǎng)的強(qiáng)度分布。 電源線密集處的電場(chǎng)強(qiáng)度值必須大于電源線稀疏處的電場(chǎng)強(qiáng)度值。 如圖1、圖2所示。
圖1 正負(fù)點(diǎn)電荷的電力線圖
圖2 正電荷靠近導(dǎo)體時(shí)的電力線圖
擊穿和電暈放電：當(dāng)靜電場(chǎng)中某處的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)使周圍的絕緣材料電離，引起放電。 如果放電繼續(xù)發(fā)展到整個(gè)絕緣間隙，就會(huì)在絕緣材料中形成良好的導(dǎo)電通路，引起絕緣擊穿。 相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度稱為絕緣材料的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度。 干燥空氣的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度約為3×106V/m。 在非均勻電場(chǎng)中，例如高壓輸電線路表面的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到該值后，緊鄰導(dǎo)線表面的空氣層中開始產(chǎn)生局部放電，稱為局部放電。電暈放電。 由于輸電線路之間的電場(chǎng)是非均勻電場(chǎng)，一般來(lái)說(shuō)，局部區(qū)域的電暈放電不會(huì)繼續(xù)延伸到另一個(gè)導(dǎo)體的表面而引起擊穿。 但局部區(qū)域的電暈放電會(huì)增加電路的功率損耗，并對(duì)電路產(chǎn)生干擾。 附近的通訊線路并危及附近的絕緣設(shè)備。 隨著特高壓線路的投入運(yùn)行，為了減少電暈放電對(duì)線路的不良后果，工程上采用將同電位導(dǎo)線分成兩根或多根導(dǎo)線的方法，使電場(chǎng)每根絲表面強(qiáng)度明顯。 減少，從而減少或避免電暈放電。 這種傳輸線稱為分裂導(dǎo)體傳輸線。
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