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[科普中国]-电通量

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定义

在电磁学中,电通量(英语:Electric flux,符号:)是电场的通量,A是穿过曲面的面积,与穿过一个曲面的电场线的数目成正比。曲面S上的电通量由以下的曲面积分公式给出:1

其中是电场强度,是闭曲面S上的微分面积,其法线指向外侧。

对于封闭的高斯曲面,电通量由以下公式给出:

其中是曲面所包含的净电荷(包括自由电荷和束缚电荷),是真空电容率,E是电通量密度。这个关系即为电场的高斯定律的积分形式。它也是麦克斯韦方程组的四个方程之一。

性质静电场的高斯定理指出,通过任意闭合曲面的电通量可以不为零,它表明静电场是有源的。有旋电场的高斯定理指出,通过任意闭合曲面的电通量(指有旋电场的通量)为零,它表明有旋电场是无源的。通量(如电通量、磁通量、流量、电流等)概念及由它表述的高斯定理是描述矢量场(如电场、磁场、流速场、电流场等)性质的重要手段,它可以确定矢量场是否有源头或尾闾(汇)。

电通量密度电通量密度(符号: D)是通过垂直于电场方向的单位面积的电通量,它等于该处电场的大小E 与ε(介电常数又称真空电容率)的乘积。1