大學(xué)物理電容器和電場(chǎng)能量

1、關(guān)于大學(xué)物理電容器與電場(chǎng)能量第1頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三2 表明：電容只與導(dǎo)體的幾何形狀、大小因素和介質(zhì)有關(guān), 與導(dǎo)體是否帶電無(wú)關(guān)。 例1、求 半徑為R 的孤立導(dǎo)體球的電容。電勢(shì)為電容為R第2頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三3 通常, 由彼此絕緣相距很近的帶有等量異號(hào)電荷的兩導(dǎo)體構(gòu)成電容器。極板A極板B+ Q- Q UAB使兩導(dǎo)體極板帶電兩導(dǎo)體極板的電勢(shì)差二、電容器及電容電容說(shuō)明：電容大小只取決于極板的形狀、大小、相對(duì)位置以及極板間介質(zhì)；反映了電容器容納電荷的能力和本領(lǐng)。第3頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三4

2、云母電容器 第4頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三5聚脂膜電容器 第5頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三6電解（氧化膜）電容器 第6頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三dUABS+Q-Q(1) 平行板電容器（1）C與極板面積成正比，與極板間距離成反比。3）求 ；4求 .1）設(shè)兩極板分別帶電 ；2 求 ； 計(jì)算電容一般步驟 （2） 若填充電解質(zhì)第7頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三8(2) 球形電容器R1+Q-QR2ab 若填充電解質(zhì)第8頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三9(3)

3、 柱形電容器R1R2l第9頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三例2 平行平板電容器的極板是邊長(zhǎng)為 的正方形，兩板之間的距離 .如兩極板的電勢(shì)差為 ，要使極板上儲(chǔ)存 的電荷,邊長(zhǎng) 應(yīng)取多大才行.解第10頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三111. 電容器的串聯(lián)令等效四、電容器的串并聯(lián)第11頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三122. 電容器的并聯(lián)等效令第12頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三13并聯(lián)電容器的電容等于各個(gè)電容器電容的和 串聯(lián)電容器總電容的倒數(shù)等于各串聯(lián)電容倒數(shù)之和 當(dāng)電容器的耐壓不夠時(shí),常用串

4、聯(lián)提高耐壓能力。使用并聯(lián)可以提高容量。電介質(zhì)的絕緣性能遭到破壞,稱(chēng)為擊穿。 有介質(zhì)后電容增大 電容器所能承受的不被擊穿的最大場(chǎng)強(qiáng)叫做擊穿場(chǎng)強(qiáng)。第13頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三+ + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - 例3 一平行平板電容器充滿(mǎn)兩層厚度各為 和 的電介質(zhì)，它們的相對(duì)電容率分別為 和 , 極板面積為 . 求（1）電容器的電容；（2）當(dāng)極板上的自由電荷面密度的值為 時(shí)，介質(zhì)分界面上極化電荷面密度.- - - - - - + + + + + + + + + + + + - - - - - - 解（1）第14頁(yè)，共

5、23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三 + + + + + - - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - - + + + + + - - - - - 第15頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三 + + + + + - - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - - + + + + + - - - - - （2）第16頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三17. 電容器兩極板間具有能量。 4.7 靜 電 能 有關(guān)電場(chǎng)能量, 歷史上有兩種觀點(diǎn): 1.電荷是能量的攜帶者；

6、 2.電場(chǎng)是能量的攜帶者。 在電磁波的傳播中, 如通訊工程中, 能夠充分說(shuō)明電場(chǎng)是能量的攜帶者。 電容器放電是能量從電容器到用電器上消耗過(guò)程。 以平行板電容器為例,來(lái)計(jì)算電場(chǎng)能量。 ?第17頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三18一、電容器儲(chǔ)存的靜能量 在時(shí)間 t 內(nèi),外力從 B 板向 A 板遷移了電荷 將 dq 從 B 遷移到 A , 外力需作功 極板上電量從 0 Q 外力作的總功AB+兩極板間的電勢(shì)差 第18頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三19忽略邊緣效應(yīng), 對(duì)平行板電容器有二、電場(chǎng)的能量密度非均勻電場(chǎng)中（適用于所有電場(chǎng)）第19頁(yè)，共23頁(yè)，

7、2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三20討論 1. 電容器所具有的能量與極板間電場(chǎng) E 有關(guān), 能量與電場(chǎng)存在的空間有關(guān), 電場(chǎng)攜帶了能量。2. 能量密度具有普遍性。第20頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三21例1 均勻帶電的球體，半徑為R，帶電量為Q 。 RQ求: 從球心到無(wú)窮遠(yuǎn)處的電場(chǎng)能量。 解:r取體積元第21頁(yè)，共23頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)54分，星期三22例2 一電容器的電容C1=1F,充電電壓u1=100V，另一電容器的電容C2=2F,充電電壓u2=200V?，F(xiàn)把這兩個(gè)電容并聯(lián)，且正極板與正極板，負(fù)極板與負(fù)極板相連接。試計(jì)算在并聯(lián)前兩電容器儲(chǔ)存的