点电荷

摘要： 若求真空中一个点电荷产生电场的电场强度,则可以直接利用公式E=k^(Q)/r^(2)进行计算;若空间同时存在多个点电荷产生的电场,则需要利用电场强度叠加原理来求合电场的电场强度。下面举例说明电场强度的叠加原则,供同学们参考。

摘要： 人们对电荷的最初认识是从观察到电荷之间存在相互作用(静电力或库仑力)开始的,经过科学家们进一步的实验研究,最终由法国科学家库仑确立了库仑定律。库仑定律描述了真空中两个点电荷之间的库仑力遵循的物理规律,是电磁学的基本定律之一。深刻理解、准确掌握、熟练运用库仑定律是后续电磁学学习的基础。

摘要： 为了有效计算不同谐波频率轴频电场信号的等效源强度,在对轴频电场、轴电流特性分析的基础上,结合“空气海水海床”三层介质中点电荷模型的计算公式,反演出轴频电场包络信号的等效源强度,再根据水下电场谐波信号的幅值和相位反推出各个谐波对应的源强度。利用不同阴极保护状态下的缩比船模试验数据对所提方法的有效性进行检验,试验结果表明,所提方法能够较好地实现对谐波信号源强度的准确计算,0.7倍船宽深度向1.0倍、1.5倍船宽深度换算时,谐波信号的频谱相对误差小于12%。

摘要： 球面或圆环是具有一定对称性的几何图形,均匀的带电的球面或圆环,其电荷产生的电场在空间某些对称点上的电场强度、电势分布往往也具有一定的对称性.本文利用对称思想,通过典型实例,解析带电圆环与球面电场的相关问题.一、均匀带电球壳电场的对称性均匀带电的球壳在球外空间产生的电场,等效于电荷集中于球心处点电荷产生的电场,球壳外与球心对称的两点电势相同,场强大小相等、方向相反;球壳内各处的合场强为零,整个球壳是等势体,球壳内各处的电势相等.

摘要： 高中物理教学中,有时会发现:一个问题从不同角度分析解答,会得出不同的结论,两种分析解答过程似乎都有道理,是否真的如此呢?文章以两道点电荷在电容器中的电势能的变化问题为例进行分析探讨.

摘要： 库仑定律作为独立的、基础的电学规律揭示了真空中点电荷间相互作用所遵从的规律.带电小球的平衡问题是库仑定律的典型应用,通过对带电小球平衡类问题的几种模型分析,旨在掌握各种模型所对应的力学和电学特征,培养学生灵活地将力学规律应用于库仑定律相关问题的能力,从而能融会贯通地掌握电学和力学综合交互知识,提高物理学习的思维发散能力.

摘要： 通过对匀速运动点电荷的电磁场场强方程求解二阶偏导数,发现匀速运动点电荷的电磁场场强方程符合波动方程特征,并得到匀速运动点电荷的电磁场场强的波速.

摘要： 本文用COMSOL软件对点电荷的电场和电场线模型进行动态仿真,将看不见、摸不着的抽象概念形象化、可视化,以培养学生的抽象思维能力。此教学设计是借助COMSOL软件,让学生体会“点电荷的电场、电场线”的物理建模方法,提高中学生的科学思维能力。

摘要： 一般性地说,根据数学对称性可知,60个带正电的点电荷在球面上所可能形成的数学结构有:截角二十面体,即足球烯C60结构,小斜方截半二十面体结果和扭棱十二面体结构.然而,在本文中,通过基于蒙特卡罗方法模拟,计算结果表明60个带正电的点电荷在球面上所形成的结构并不是早先数学上根据对称性所给出的预期结构,而是一种全部由三角形组成的新的结构,它在能量上比其它3种结构的能量均要低.因此,通过本文的研究,计算结果展示出60个点电荷在球面上可以形成另外一种新的结构,同时该计算模拟方法也可为后续利用基于蒙特卡罗模拟方法探索研究不同的分子结构的模拟提供一种新的技能以寻找可能存在的新的结构.

摘要： 作为一种高级科学的计算软件,Matlab是进行算法开发、数据分析、数据可视化、以及数值计算的交互式应用开发环境.相比于传统的C语言、C++或者Fortran语言,Matlab为人们提供了高效而又快速解决各种科学计算问题的方法.由于Matlab具有强大的计算功能与图像功能,将Matlab软件引入计算机模拟是可行和有必要的,具有良好的应用前景.本文对静电场中的点电荷和电偶极子的电场强度和电势分布进行了公式推导,应用Matlab软件编程,模拟出了点电荷和电偶极子的电场强度和电势分布曲线图.模拟结果与理论相一致,从而进一步加深了人们对静电场中的这两种典型问题的认识.

摘要： 由点电荷及偶极子引起的电致伸缩材料电、弹性场对数值计算特别是边界元计算起着至关重要的作用，本文对这两种基本粒子在电致伸缩材料中的基本解进行了详细的推导。基于解析函数的单值条件，给出了两种粒子在无限大平面内的应力场基本解。通过基本解可以看出，应力场基本解与通常压电材料中的点电荷与电偶极子的基本解有本质的不同。本文结果能较好地应用到实际工程中的数值计算中。

摘要： 库仑定律及其实验验证；平方反比律与光子静止质量。点电荷模型是库仑定律的基础；点电荷与场概念的矛盾。

摘要： 从点电荷到带电体,对静电场中引入的几个相关能量,即电势能、电场能、电相互作用能、自能、固有能、互能等做了辨析和探究.电势能是带电体间或带电体与电场间的相互作用能,具有相对性和共有性.在指定电荷相距无限远电势能为零的条件下,解析法给出的电场能本质上就是电势能.自能即固有能和互能分别是对单一带电体的电场能和多带电体间的相互作用能的另一种表述.论文还进一步对点电荷电场能发散问题做了讨论,指出了球形带电体场能公式的适用极限.

摘要： 为由理论得出保护角法与折线法经验公式，特提出以库仑定律为基础的避雷针静电学模型（LEM）：①闪电先导的电行为可由其前端头部电荷等效代替，视先导头部、待击地面点、避雷针尖端均为点电荷；②闪电之能否为避雷针截留由其向针和待击地面点袭来时所受引力对比系数来决定。在此静电理论下，所得保护角法与折线法的保护半径理论式与它们的经验公式均相符一致；所得闪电侧击保护角的静电分析也与观测相符一致。理论结果与观测的相符一致，证实了LEM 静电模型的实在性，解释了保护角、保护角法、折线法的形成机制，解释了保护角的物理特性，为保护角法、折线法的存在、应用及其有效性、安全性提供了理论基础。最后提出的静电保护角法，将保护角法的适用高度由h≤60m 提升到了h≤120m，为高度h ≤120m 以下的雷电防护提供了一项比折线法更为简明、直观的避雷针保护范围计算法，可供制定防雷标准参用。

摘要： 颗粒荷电模型的选取是对其作用规律进行研究的基础,过去往往选取点电荷模型来研究荷电颗粒。本文通过对颗粒荷电机制的分析,认为颗粒所带的外来电荷应视为一种不均匀分布电荷。同时,给出颗粒荷电不均匀程度的定量表示和比较方法,计算其产生的电势。应用偶极子近似方法计算两个球形不均匀荷电颗粒的相互作用能,并通过不均匀模型和点电荷模型的相互作用能之比讨论两个颗粒的相互作用。

摘要： 当荷电粉粒体微团流经环状金属探测器时,在该探测环表面将产生感应电荷。本文基于点电荷的概念,建立了探测环的静电感应数学模型,同时也设计了电荷微团感应实验装置,并针对不同的探测环尺寸进行了—系列实验。实验结果表明,该模型能够反映荷电粉粒体微团存探测环上的静电感应特性,因而它对研究静电感应式气固两相流参数测量传感器的设计具有指导意义。

摘要： 本文根据理想模型在物理学中的地位及教学现状,论述了应在概念建立、物理规律的学习和应用解决实际问题过程中反复强化、不断深化对思想模型及方法的理解与掌握的教学理念.

摘要： 本文根据理想模型在物理学中的地位及教学现状,论述了应在概念建立、物理规律的学习和应用解决实际问题过程中反复强化、不断深化对思想模型及方法的理解与掌握的教学理念.

摘要： 本文根据理想模型在物理学中的地位及教学现状,论述了应在概念建立、物理规律的学习和应用解决实际问题过程中反复强化、不断深化对思想模型及方法的理解与掌握的教学理念.

摘要： 本文根据理想模型在物理学中的地位及教学现状,论述了应在概念建立、物理规律的学习和应用解决实际问题过程中反复强化、不断深化对思想模型及方法的理解与掌握的教学理念.

摘要： 本发明公开了一种基于三维大气电场测量的雷暴云点电荷定位海拔校正方法，包括以下步骤：首先建立雷暴云点电荷定位海拔校正模型，定义校正参数；然后利用三维大气电场仪，测得三维大气电场分量；最后推导出海拔校正后的点电荷坐标计算公式。基于间接测量误差理论，研究大气电场仪所在位置的海拔高度对雷暴云点电荷定位性能的影响，对校正前后的定位误差进行比较分析。本发明在雷暴监测领域可以显著降低了在单个大气电场仪下获取雷暴云方位数据的误差，通过数据证明，相比于校正前，该方法在实际应用中具有更好的性能，减少了海拔对雷暴云点电荷定位性能的负面影响，为雷暴云预报预警研究提供了一种新的误差补偿手段。

摘要： 本发明公开了一种基于大气电场仪阵列群的雷暴云点电荷定位数据互补方法，具体步骤包括：首先，建立了大气电场仪电场分量测量模型，定义了雷暴云点电荷的方位参数。根据镜像法原理，利用电位分布公式，得到了雷暴云点电荷坐标。定位参数除水平偏角和仰角外，还包括电场仪到雷暴云的距离。以主电场仪为基准，建立了大气电场仪阵列群，提出了一种基于大气电场仪阵列群的雷暴云点电荷定位数据互补方法，对各电场仪测得数据进行互补处理，重新得到雷暴云点电荷位置，有效解决了数据丢失或畸变会对雷暴云点电荷定位的准确性和稳定性产生不利影响的问题。结果表明，该方法能准确反映雷暴云点电荷所在方位，具有较好的定位效果。

摘要： 本发明提供一种中点电荷最小的三电平逆变器优化脉冲方法。本方法的操作步骤为：1)、采用带相反极性的新型优化脉冲序列代替传统优化脉冲序列。2)、利用新型优化脉冲序列，结合中点电流、三相电流的关系建立中点电荷的数学模型。3)、引入总谐波畸变率（THD）与中点电荷的权重因子λ，定义新的开关角求解目标函数，在其求最小值的过程中，使电流谐波畸变与中点电荷同时尽可能减小。4)、通过中点电荷寻优算法，选出一组优化的脉冲序列。传统的优化脉冲序列对应的中点电位波动较大。本发明能使逆变器工作在低开关频率下，保证THD在可以接受的范围内，尽可能减小中点电位波动，在中、高压，大功率领域具有较好的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种基于三维大气电场测量的雷暴云点电荷定位海拔校正方法，包括以下步骤：首先建立雷暴云点电荷定位海拔校正模型，定义校正参数；然后利用三维大气电场仪，测得三维大气电场分量；最后推导出海拔校正后的点电荷坐标计算公式。基于间接测量误差理论，研究大气电场仪所在位置的海拔高度对雷暴云点电荷定位性能的影响，对校正前后的定位误差进行比较分析。本发明在雷暴监测领域可以显著降低了在单个大气电场仪下获取雷暴云方位数据的误差，通过数据证明，相比于校正前，该方法在实际应用中具有更好的性能，减少了海拔对雷暴云点电荷定位性能的负面影响，为雷暴云预报预警研究提供了一种新的误差补偿手段。

摘要： 本发明公开了一种基于互补集合经验模态分解CEEMDAN和Savitzky‑Golay滤波的雷暴云点电荷定位方法，具体步骤包括：采用CEEMDAN将大气电场信号分解成一系列固有模态函数IMF分量；对噪声占主导作用的IMF进行SG滤波去噪和信号重构；利用CEEMDAN‑SG处理后的数据实现点电荷定位；改变信号样本数，对CEEMDAN‑SG的分解阶数和信噪比及点电荷定位性能进行分析。仿真结果表明，相比于去噪前，去噪后的信号信噪比提高了约2％，说明该方法更能显示电场信号特征，具有较好的定位效果。

摘要： 一种对电路中线性电容计算电路节点电荷的方法，包括以下步骤：1)根据线性电容的端口位置建立第一电容矩阵；2)对第一电容矩阵进行去掉空行空列处理，获得第二电容矩阵；3)用电容值填充第二电容矩阵；4)利用第二电容矩阵计算电容电荷向量；5)计算总的电荷向量。本发明通过矩阵和向量的乘法得到线性电容的电荷向量，避免遍历每个线性电容，使计算能够得到加速。

摘要： 本发明针对雷暴云发展过程难以可视化问题，提出一种基于多时间尺度DBSCAN和样本熵的雷暴云点电荷移动路径成像方法；采用CEEMDAN‑SG对时序大气电场信号进行分解后，将重构信号再分解成多组样本数相等的信号分量。根据能反映不同电场信号规则的样本熵，对分量信号进行时序重构，形成多时间尺度电场信号。引入点电荷定位算法，得到对应尺度的点电荷移动路径分支。利用DBSCAN将分支数据进行聚类后，根据原时序进行曲线拟合，实现移动路径成像。结果表明，该方法能够对电场信号进行二次去噪，相比于聚类前，聚类后的成像误差降低了约2.33％。

摘要： 本发明公开了一种基于大气电场仪阵列群的雷暴云点电荷定位数据互补方法，具体步骤包括：首先，建立了大气电场仪电场分量测量模型，定义了雷暴云点电荷的方位参数。根据镜像法原理，利用电位分布公式，得到了雷暴云点电荷坐标。定位参数除水平偏角和仰角外，还包括电场仪到雷暴云的距离。以主电场仪为基准，建立了大气电场仪阵列群，提出了一种基于大气电场仪阵列群的雷暴云点电荷定位数据互补方法，对各电场仪测得数据进行互补处理，重新得到雷暴云点电荷位置，有效解决了数据丢失或畸变会对雷暴云点电荷定位的准确性和稳定性产生不利影响的问题。结果表明，该方法能准确反映雷暴云点电荷所在方位，具有较好的定位效果。

摘要： 本发明提供一种中点电荷最小的三电平逆变器优化脉冲方法。本方法的操作步骤为：1)、采用带相反极性的新型优化脉冲序列代替传统优化脉冲序列。2)、利用新型优化脉冲序列，结合中点电流、三相电流的关系建立中点电荷的数学模型。3)、引入总谐波畸变率（THD）与中点电荷的权重因子λ，定义新的开关角求解目标函数，在其求最小值的过程中，使电流谐波畸变与中点电荷同时尽可能减小。4)、通过中点电荷寻优算法，选出一组优化的脉冲序列。传统的优化脉冲序列对应的中点电位波动较大。本发明能使逆变器工作在低开关频率下，保证THD在可以接受的范围内，尽可能减小中点电位波动，在中、高压，大功率领域具有较好的应用前景。

摘要： 本发明提供一种中点电荷最小的三电平逆变器优化脉冲方法。本方法的操作步骤为：1)、采用带相反极性的新型优化脉冲序列代替传统优化脉冲序列。2)、利用新型优化脉冲序列，结合中点电流、三相电流的关系建立中点电荷的数学模型。3)、引入总谐波畸变率（THD）与中点电荷的权重因子λ，定义新的开关角求解目标函数，在其求最小值的过程中，使电流谐波畸变与中点电荷同时尽可能减小。4)、通过中点电荷寻优算法，选出一组优化的脉冲序列。传统的优化脉冲序列对应的中点电位波动较大。本发明能使逆变器工作在低开关频率下，保证THD在可以接受的范围内，尽可能减小中点电位波动，在中、高压，大功率领域具有较好的应用前景。