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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电 容,1,2,一、电容,1.孤立导体的电容,孤立导体：,导体周围无其它导体或带电体的导体。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,q,U,理论和实验表明，孤立导体的电势U与其带电量q成正比：,定义：,孤立导体的电容:,孤立导体,电容只与导体的大小、几何形状有关，与电量、电势无关。它反映了孤立导体的性质。,物理含义：,导体升高单位电势,所需的电量,。,电容是反映孤立导体贮存电荷能力大小的物理量。,单位：法拉，,F,1,F=10,6,F=10,12,p,F,水容器的容量,3,2.电容器的电容,对非孤立导体A，它还要受到周围其它导体或带电体的影响，电势不再简单地与所带电量成正比。,解决办法利用静电屏蔽的原理，用导体空腔B把导体A屏蔽起来。,腔内电场仅由导体A所带电量,q,A,以及A的表面和B的内表面的形状决定，与外界情况无关。,A、B之间的电势差（U,A,U,B,）与,q,A,成正比。,电容器,-由导体及包围它的导体壳所组成的导体系。,定义：,电容器的电容:,孤立导体的电容就是导体与无穷远处导体壳间的电容。,4,电容器的电容只与电容器的大小、形状、电介质有关，而与电量、电压无关。,3.电容的计算方法,例,1,：球形电容器,解：,设A球带电量为,q,，,板间场强为：,极板间的电势差:,由电容定义:,当 时:,孤立导体的电容,5,例,2,：平行板电容器,6,平行板电容器极板面积为,S,，板间距离为,d,，求电容器电容。,解：,设两极板带电量分别为+,q,和,-,q,，,平行板电容器场强：,板间电势差：,电容,平行板电容器的电容正比于极板面积,S,，反比于极板间距,d,，与,q,无关。,7,例,3,：圆柱形电容器,8,圆柱形电容器为内径,R,A,、外径,R,B,两同轴圆柱导体面,A,和,B,组成，圆柱体的长度,l，,且,R,2,R,1,l,，,求电容。,解：,设两柱面带电分别为+,q,和,-,q,，则单位长度的带电量为,作半径为,r,、高为,l,的高斯柱面。,面内电荷代数和为：,高斯面,9,柱面间的电势差为：,高斯面,电容,求电容步骤：,A）让两极板带等量异性电荷并求其电场分布；,B）通过场强计算两极板间的电势差；,C）由电容器电容的定义式C=Q/U求C。,10,4.电容的串联和并联,1,.电容器的串联,等效,特点：,由,有,电容器串联后，等效电容比每个电容器的电容都小，但耐压能力增加了。,电容器串联后，等效电容的倒数是各电容的倒数之和。,11,2,.电容器的并联,等效,特点：,由,有,电容器并联后，等效电容等于各电容之和。,电容器并联后，等效电容比单个电容器的电容量增加了，但耐压能力没有增加。,12,并联电容器的电容等于各个电容器电容的和。,串联电容器总电容的倒数等于各串联电容倒数之和。,当电容器的耐压能力不被满足时，常用串并联,使用来改善。如串联使用可用在稍高的电压中，,从而提高耐压能力。并联使用可以提高容量。,电介质的绝缘性能遭到破坏，称为击穿,(breakdown,)，,有介质后电容增大,所能承受的不被击穿的最大场强叫做击穿场强(breakdown field strength)，或介电强度(dielectric strength)。,13,例：求一半径为R的金属导体球的电容。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,q,U,R,解：设孤立导体带电为,q。,孤立导体的电势为：,以无穷远为电势零点。,孤立导体的电容正比于导体球的半径。,14,15,16,
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