電容 電容器課件

電容電容器孤立導(dǎo)體的電容一、所謂孤立導(dǎo)體，是指在導(dǎo)體附近沒有其他導(dǎo)體、帶電體或電介質(zhì).若使大小、形狀不同的導(dǎo)體具有相同的電勢，必須給予它們不同的帶電量.這表示大小、形狀不同的導(dǎo)體具有不同的容納電量的本領(lǐng).理論和實驗表明，孤立導(dǎo)體的帶電量與它的電勢成正比，即Q∝V那么Q與V的比值反映的正是導(dǎo)體容納電量的本領(lǐng)，故定義孤立導(dǎo)體的電容為(8-33)在國際單位制中，電容的單位為法拉（F）.法拉是個很大的單位，實際中常用輔助單位微法（μF）和皮法（pF）.它們的關(guān)系為

1F=106

μF=1012pF

設(shè)真空中有一半徑為R的孤立導(dǎo)體球，現(xiàn)在來研究它的電容.設(shè)孤立導(dǎo)體球帶電量為Q，在靜電平衡時其電荷分布在導(dǎo)體表面，由高斯定理可知，導(dǎo)體內(nèi)的場強為零，導(dǎo)體外的場強為由上述結(jié)果可以看出，孤立導(dǎo)體的電容只與導(dǎo)體的形狀、大小及周圍的介質(zhì)有關(guān)，而與它是否帶電無關(guān).例如，如果把地球作為孤立導(dǎo)體，可以算出其電容約為670μF，可見孤立導(dǎo)體容納電量的本領(lǐng)是有限的.電容器的電容二、為了提高儲電本領(lǐng)，人們利用靜電屏蔽的原理設(shè)計出了靠得非常近的、中間充滿電介質(zhì)的兩個導(dǎo)體組合，稱為電容器，兩個導(dǎo)體稱為電容器的極板.實驗證明，當(dāng)兩導(dǎo)體板A、B帶有等量異號電荷+q和－q時，兩極板之間的電勢差UAB與極板所帶電量q成正比，其比值為(8-34)這稱為電容器的電容.它與兩導(dǎo)體板的形狀、大小、相對位置及電介質(zhì)有關(guān)，而與導(dǎo)體板是否帶電無關(guān).在實際應(yīng)用的電容器中，對其屏蔽性的要求并不很高，只要求從一個極板發(fā)出的電場線全部終止于另一個極板上即可.電容器是重要的電器元件，使用時經(jīng)常在極板間充上介質(zhì)，以提高電容器的電容.通過實驗測量，結(jié)論是介質(zhì)中的電容是真空電容的εr倍.下面根據(jù)式(8-34)來計算幾種常用電容器的電容.電容器按形狀來分有平行板電容器、球形電容器和柱形電容器等.平行板電容器的電容1.平行板電容器是由兩塊彼此靠得很近且互相平行的導(dǎo)體板A和B構(gòu)成的，其中間為真空，如圖8-35所示.圖8-35平行板電容器球形電容器的電容2.球形電容器是由兩個同心金屬球面，中間充以電介質(zhì)或真空構(gòu)成的.如圖8-36所示，設(shè)A、B兩極板的半徑分別為R2和R1，兩極板間充滿了電容率為ε的電介質(zhì).先計算出真空電容器的電容.讓兩極板帶等量異號的電荷+q和－q，則兩極板間的場強為圖8-36球形電容器柱形電容器的電容3.柱形電容器是由兩個共軸金屬圓柱面，中間充以電介質(zhì)或真空構(gòu)成的.如圖8-37所示.圖8-37柱形電容器設(shè)A、B