第四章习题解答★【】如题图所示为一长方形截面的导体槽,槽可视为无限长, 其上有一块与槽相绝缘的盖板,槽的电位为零, 上边盖板的电位为0U,求槽内的电位函数
解 根据题意,电位( , )x y满足的边界条件为①(0,)( , )0ya y;②( ,0)0x;③0( , )x bU根据条件①和②,电位( , )x y的通解应取为1( , )sinh()sin()nnnyn xx yAaa由条件③,有01sinh()sin()nnn bn xUAaa两边同乘以 sin()n xa,并从 0 到 a 对 x 积分,得到002sin()dsinh()anUn xAxan b aa02(1cos)sinh()Unnnb a04,1,3,5,sinh()02, 4, 6,Unnnb anLL,故得到槽内的电位分布01,3,5,41( , )sinh()sin()sinh()nUn yn xx ynn b aaaL两平行无限大导体平面,距离为b ,其间有一极薄的导体片由dy到by)(x
上板和薄片保持电位0U,下板保持零电位,求板间电位的解
设在薄片平面上,从0y到dy,电位线性变化,0(0,)yU y d
解应用叠加原理,设板间的电位为( , )x y12( , )( ,)x yx y其中,1( ,)x y为不存在薄片的平行无限大导体平面间(电压为0U)的电位,即10( ,)x yU y b ;2( , )x y是两个电位为零的平行导体板间有导体薄片时的电位, 其边界条件为:22( ,0)( , )0xx b①2( , )0 ()x yx②③002100(0)(0,)(0,)(0,)()UUyydbyyyUUyydybdb;根据条件①和②,可设2( ,)x y的通解为21( , )sin()enxbnnn yx yAb;由条件③有00100(0)sin()()nnUUyydnybAUU