拉普拉斯方程是什么啊他和 爱因斯坦的质能 方程和牛顿的F=MA一样

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/01 13:34:33

拉普拉斯方程是什么啊他和 爱因斯坦的质能 方程和牛顿的F=MA一样
拉普拉斯方程是什么啊
他和 爱因斯坦的质能 方程和牛顿的F=MA一样

拉普拉斯方程是什么啊他和 爱因斯坦的质能 方程和牛顿的F=MA一样
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静电场中,场与源的关系由静电场的基本方程给出。由于 ,电位函数 的微分方程可由静电场的基本方程导出。
将场位关系 代入基本方程 可得

而 称为拉普拉斯算符,上式通常写成
(2.3.18)
称为电位的泊松方程,它是一个非...

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静电场中,场与源的关系由静电场的基本方程给出。由于 ,电位函数 的微分方程可由静电场的基本方程导出。
将场位关系 代入基本方程 可得

而 称为拉普拉斯算符,上式通常写成
(2.3.18)
称为电位的泊松方程,它是一个非齐次二阶微分方程。
在无源区域中,由于 ,此时电位的方程变为齐次二阶微分方程
(2.3.19)
称为拉普拉斯方程。
在直角坐标系中,拉普拉斯算符可以写成:

在圆柱坐标系和球坐标系下 的算式以及相应的泊松方程和拉普拉斯方程由附录Ⅱ给出。
前已所述,对静电场的求解,如果已知全空间的电荷分布,或电荷分布在有限的区域,且区域形状简单、电荷分布具有较好的对称性,则可用对场源的矢量积分或基本方程直接求电场强度,但求解的范围极为有限。引入电位函数后,求静电场的问题变为求静电位的问题,也就是在有源区域求解泊松方程,在无源区域求解拉普拉斯方程。在很多情况下,我们遇到的是有限区域的问题,此时,不仅要知道该区域中的电荷分布,还必须给出静电场在边界上的边界条件。这种给定边界条件下求解有限区域内场的问题,称为边值问题。

图2.3.3 同轴传输线的电场分布
例2.3.4 同轴传输线的内导体半径 ,外导体内半径 。已知内导体的电位为 ,外导体接地,如图2.3.3所示。试求同轴传输线内的电位和电场分布。
解 在柱坐标系中,由于同轴传输线的结构具有轴对称性,而电位在内导体表面均匀分布,在外导体表面上为零。故线内电位和电场也具有轴对称性。线内电位满足拉普拉斯方程。

边界条件为:当 ;当 。 根据方程可得

积分得

代入边界条件
当 时, ,得
当 时, 代入 与 的关系式得:
于是

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