Question

为什么要采用模拟的方法描述静电场

Answer 1

想测量静电场需要用探头,而探头也带电荷,这样二者叠加,对原来的电场产生干扰。故不能直接测得静电场，只能用模拟的方法描述静电场。
实验中采用等效边界条件下的恒定电流场来模拟静电场。
理论依据是两种场符合的场方程形式相同，其解的形式也相同
或者说两种场有类比对称性：电荷激发电场，导电介质中电源激发电流，只要电荷和电源分布形式等效（等效即可，不一定完全相同，有的情况下也不可能完全相同，因为静电场不闭合，电流场一定闭合，一个点电荷就能产生电场，只有一个电极却无法产生电流，像点电荷的情况，就不可能只用一个电极模拟，必须加上一个等效与无穷远的边界作为另一个电极），两者的场分布也一定相似

Answer 2

电场线不可以完美的表示电场，但可以近似的表示电场。因为要完美表示电场一般需要画无穷根电场线，实际上画不出来。而且电场线没法表示电场的绝对强弱（不标数的情况下）。数学上，电场是一个多变量向量函数，静电场满足高斯定理和环路定理，我们可以由静电场计算出相应的电场线方程，也就是电场线的图像。计算方法如下：

电场线的切线方向为电场方向，以二维情况为例，其方程为

[公式] ,

这是一个一阶常微分方程，解出来会有一个未定常数，要求过某一点的电场线，只要把该点代入解求出未定常数即可，未定常数连续变化，就给出了一族电场线。

应该可以证明（我没证过），不同点附近电场线根数（数学上严格讲应该是某种测度）的比表明了相对电场大小。

其他场线做法类似。

Answer 3

* 模拟法描绘静电场 一．实验目的 二．仪器和用具 三．实验原理 四．必修实验内容 五．选修实验内容 六．数据记录与处理七．思考题 一．实验目的 模拟法描绘静电场 1.了解模拟法描绘静电场的依据 2.用模拟法测绘同轴圆柱(同轴电缆)的电场 3.通过对示波管聚焦电极的模拟实验， 了解聚焦电场的结构 一．实验目的 模拟法描绘静电场 二．仪器和用具 双层静电场描绘仪 描绘仪配套电源 直流稳压电源 直流电压表 检流计 滑线变阻器 低压交流电源 晶体管毫伏表 游标卡尺 电键开关等 二．仪器和用具 三．实验原理 模拟法描绘静电场 三．实验原理 三．实验原理 模拟法描绘静电场 三．实验原理 模拟法描绘静电场 1.模拟法描绘静电场的依据 图1 同轴圆柱间电流场 请看下面两个例子： 由(1)式可知电流方向与电场方向一致。 三．实验原理 模拟法描绘静电场 1.模拟法描绘静电场的依据 图1 同轴圆柱间电流场 三．实验原理 模拟法描绘静电场 1.模拟法描绘静电场的依据 图1 同轴圆柱间电流场 三．实验原理 模拟法描绘静电场 1.模拟法描绘静电场的依据 三．实验原理 模拟法描绘静电场 1.模拟法描绘静电场的依据 实验测量采用模拟方法，是一种重要的科学研究方法 三．实验原理 模拟法描绘静电场 2. 模拟法描绘静电场的条件 三．实验原理 模拟法描绘静电场 3．双层静电场描绘仪 图2 双层静电场描绘仪 三．实验原理 模拟法描绘静电场 4．描绘同轴电缆静电场的方法 图3 模拟同轴电缆静电场的原理电路 三．实验原理 模拟法描绘静电场 5．描绘静电场的专用电源 图4 EQC-2型静电场描绘仪专用电源 图3 模拟同轴电缆静电场的原理电路 三．实验原理 模拟法描绘静电场 5．描绘静电场的专用电源 图4 EQC-2型静电场描绘仪专用电源

Answer 4

静电场是保守场，电场强度就是电势的梯度，此时两者是等价的。但是，此时电势是标量场，而电场强度是矢量场：明显还是前者比较简单。