-電容與能量-

1、RUQ04UQC Rl dEUdrrQR204RQ04R+0+QCUQ 理論與實(shí)驗(yàn)表明，隨著理論與實(shí)驗(yàn)表明，隨著Q的增加，的增加，U將按比例增將按比例增加，但它們的比值為一定值，即加，但它們的比值為一定值，即 ：帶電帶電Q，具有的電勢，具有的電勢UpFFF12610101RC04FC1mR4 .8996RC046121046108584.FF71010174.兩個(gè)帶有等值異號電荷的導(dǎo)體組成的系統(tǒng)兩個(gè)帶有等值異號電荷的導(dǎo)體組成的系統(tǒng)RqUA04AqBqRRRqUB04)2(40RqUAB)2(40RUqABCABqqAUBU 電容器的電量電容器的電量q增加，電容器兩個(gè)極板上的電勢增加，電容器兩個(gè)

2、極板上的電勢差差 U按比例增加，但其比值為一定值，即按比例增加，但其比值為一定值，即BAUUqC電容器電容器的極板的極板0CCrBAUUqC真空中真空中的電容的電容介質(zhì)中介質(zhì)中的電容的電容0r相對介相對介電常量電常量：BAUUqC高壓電容器高壓電容器(20kV, 521 F)(提高功率因數(shù)提高功率因數(shù))聚丙烯電容器聚丙烯電容器(單相電機(jī)起動和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)單相電機(jī)起動和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn))陶瓷電容器陶瓷電容器(20000V 1000pF)滌綸電容滌綸電容(250V 0.47F)電解電容器電解電容器(160V 470 F)定義法定義法 電場電場（求（求D）（求（求 U）（求（求C）&一般步驟一般步驟設(shè)設(shè)q求求

3、U求求E 求求DUqUUqCBA設(shè)極板帶有設(shè)極板帶有（設(shè)（設(shè)q）求求C 由由E電場的場強(qiáng)分布（求電場的場強(qiáng)分布（求E）0rDE DSSdDSrhD2hqS0rhD2rhhD2rr021R2R r lrShrEr0221RRl dEU120ln2RRrUqCdrRRrr21021202lnRRrl12ln20RRrl1R2R r lrSh1r+d1d2AB2r111SDSdDS01D100111rDE S1 求求D 0- 01001Sqs10111SSDSdDS求求E1r+d1d2AB2r20222SSDSdDS02D S2222SDSdDS100111rDE2002Sqs200222rDE10

4、01rE2002rE1E2EBAl dEU)(221100rrdd求求CUS0)(22110rrddS2211dEdEBAUUqC求求 U1001rE2002rE1r+d1d2AB2r1E2E 設(shè)電容器帶電量為設(shè)電容器帶電量為qqrDSdDS241214 rqD1011rDE2204rqr解：解：求求E（先求（先求D）2104rqr2022rDE224 rqD r1 r2R1oR2R3AB31RRl dEU)()(32221101111114RRRRqrr求求CUqC 求求 UrdErdERRRR322121)()(43121212111110RRrRRr r1 r2R1oR2R3AB1C2C

5、3CnCUUqC Uqqqn21nCCC21niiC1UqCnUUUq21nCqCqCqq/21nCCCC111121niiC11U0+ + + 0- 0Sd0 1- 1r 2- 2+ + +0+ 0- 0SddSC00000UCQ 00UdS1C2CdSCr/01dSr2/0dSr20dSC2/02dS20+0 1- 1r 2- 2SddSCr201dSC20221CCC)1 (20rdS021CrCQU CQ00002)1 (CUCrrU120V1204130021C2C+0 1- 1r 2- 2SddCCCdrr111d2d3dd1C2C3CC201dSC102dSCr303dSC133

6、221321CCCCCCCCCC3210dddSrr132ddddddCSdrr)1 (101dCCrr11dCCCrr11d2d3dd331221dEdEdEU301020dddrUqC US3210dddSrr1d2d3dd132ddddddCSdrr)1 (101dCCrr11dCCCrr11d2d3dd1C2C3CC3210dddSCrr空間疊加性空間疊加性 能量能量動量、動量、質(zhì)量、質(zhì)量、+Q ？+QQdqqU0)(外力作功外力作功物體帶電物體帶電激發(fā)電場激發(fā)電場電場能量電場能量 ！)(UUdqdAUdqAWQ+)()(tutqUqCdqtudA)(dAA221CUdqCtq )(q

7、dqCQ01CQ221KER-+-q(t)+q(t)u(t)+Q-QUCABdq+-+-+-+-+AWeCQ221221CUKER-+Q-QUCAB-+-+-+-+，AWeES AWedCQ221221CU221CUWeSdE2212)(21EddSVE221-+Q-QUC-+-+-+-+VEWe221VWweeDE21EDwe21221EdVwdWeedVE221dVwWeVeDEdVV21dVEV221 能量密度法能量密度法 電場電場 &一般步驟一般步驟 在在 由由E電場的場強(qiáng)分布電場的場強(qiáng)分布E的表達(dá)式的表達(dá)式221EweVVeedVEdVwW221ewdVwdWeieidVEii221

8、dVwdVwWeVeVe2211dVEdVEVV222221112121.)(21eeww 、.)(21eeWW 、Rq DrSdDS240qRr VdVqV334RqVq334rqqRr33314 RqrDr3014RqrErDE0111r11121EDwe21021E22221EDwe22021EdrrdV242024rqERr 3014RqrE224 rqD022DE RRdrrrqdrrRqr22200223000)4(2)4(2Rq02203RRdrrEdrrE2220022104214213014RqrE2024rqEdVwWVeedVwdVwVeVe2121RqWe02203ee

9、reW022032cme202203cmereem1510SSdD-QR1R3o+QR1R3 r2 r1+QR224 rQD1011rDEQ24 rD2104rQr2022rDE2204rQrr11121EDwe4102221103221rQErr21014rQEr22024rQEr21121E22221EDwe4202222203221rQErr22221EdrrdV24VeedVwW2121VeVedVwdVwdrrdrrRRrQRRrQrr2322324432420222141022)()(3220221102118118RRQRRQrr-QR1R3o+QR1R3 r2 r1+QR2CQ

10、We22121111041RRrC21111CCC)()(3220221102118118RRQRRQerrW31212042RRrC-QR1R3o+QR1R3 r2 r1+QR2eWQC221)()(31212121111104RRrRRr)()(3220221102118118RRQRRQerrWCQWe221-QR1R3o+QR1R3 r2 r1+QR2d dddSC0UCQ)(0ddSU212CQW 2021UddS 21 2CQW 220)(21UddSddSC0 WWA220)(21UdddS220)(21UddSd2021UddS WWA) (VVwe)(2120ddSSdEdSE2021220)(21UdddSd d211104RRrC204rqErR1R2oQr122104RRRRr2104RqEr內(nèi)極板2104RqErkmaxkrERq