2014静电场中的导体2(电容器)..

*,14-6,电容器,物理学,第五版,*,15-5,电容器能量,物理学,第五版,*,物理学,第五版,1,一 孤立导体的电容,孤立导体：空间只有一个导体，在其四周没有其它导体和带电体,电荷分布只与外表几何外形有关,Q,nQ,n,n,V,V,作业：,P,97,：,6,10,2,单位：,定义：,孤立,导体的电容为,孤立,导体所带电荷,Q,与其电势,V,的比值,.,3,物理意义：,使导体上升单位电势所需电量,反映导体储存电荷的本事,影响因素：,与导体的外形、大小和四周介质有关,与Q、V无关,4,例,球形孤立导体的电容,地球,解 让导体球带电Q,电荷分布在导体球外外表，相当于一个均匀带电球面，电势值,5,q,在导体A的近旁有其它导体，则这导体的电势不仅与它自己所带电量Q的多少有关，还取决于其它导体的位置、外形及电量。,电荷q使邻近导体外表产生感应电荷，它们将影响空间的电势分布和每个导体的电势。,二 电容器,1,电容器及其电容,6,如何解决？,用一个封闭的导体壳,B,把导体,A,包围起来，并将,B,接地,壳外的导体就不会影响,A,的电势。,这时假设使导体A带电Q，导体壳B的内外表将带电-Q，随着Q的增加，腔内的场强将按比例地增大，因此仍可定义它的电容为,电容的定义式,7,导体壳,B,和其腔内的导体,A,组成的导体系，叫做电容器。,组成电容器的两导体叫做电容器的极板。,电容器的电容为电容器一块极板所带电量确定值Q与两极板电势差的比值.,8,电容的大小仅与导体的外形、相对位置、其间的电介质有关，与所带电荷量无关.,留意,思考：,电容器的电容能不能定义为C=Q/VA,影响VA的因素有哪些？,9,按外形：柱型、球型、平行板电容器,按型式：固定、可变、半可变电容器,按介质：空气、塑料、云母、陶瓷等,特点：非孤立导体，由两极板组成,2,电容器的,分类,10,固定电容器,可变电容器,微调电容器,电解电容器,+,-,电容器的符号：,11,3,电容器电容的计算,1设两极板分别带电Q,3求两极板间的电势差U,步骤,4由C=Q/U求C,（,2,）,求两极板间的电场强度,12,例,1,平行,平板电容器,解,+,-,13,例,2,球形电容器的电容,设内外球带分别带电,Q,解,孤立导体球电容,14,电容为,令,通常情况下,15,设内外球带分别带电,Q,如外部存在其他带电体，以上计算电容的过程需修正吗？,A,B,的电势变吗？,假设内部存在带电体呢？,q,Q,out,16,例,3,圆柱形电容器,设,两圆,柱,面单位长度上分别带电,解,+,-,+,-,17,平行板电容器电容,+,-,+,-,18,4电介质电容器,真空电容器与布满某种均匀电介质时电容器相比,r叫做介质的相对介电常量相对电容率，它是表征电介质本身特性的物理量，是一个无量纲的纯数。,叫做电介质的电容率，单位与真空电容率相同。,19,留意：,1电容器是一种特制的两导体系统,极板间的电场分布仅由两极板的几何外形和相对位置预备静电屏蔽作用,严格说来，两极板应形成封闭空腔。,当两块面积很大的导体板靠得很近时，板间区域可视为导体空腔。,20,电容器的电量用导线将两极板连接后，电量变化值两极板相向的两外表所带电量。,2任意导体组,存在电容，一般不称为电容器电容受四周导体的影响，不固定。,21,设两金属线的电荷线密度为,例,4,两半径为,R,的平行长直导线，中心间距为,d,，且,d,R,求单位长度的电容.,解,22,23,三,电容器的并联和串联,工厂生产的电容器是系列化的，当遇到所需的电容器在电容的数值或耐压力气方面不能满足要求时，可以把几个电容器并联或串联起来使用,电容器的性能指标,耐压，指电容器工作时所能承受的电压值。,电容量：电容器的电容值。,24,1,电容器的串联,总电容的倒数是各电容器电容的倒数之和,总电容,C,比串联的任一电容器的电容都小。,电容器串联的物理实质相当于增加了极板的间距。,25,2,电容器的并联,其物理实质相当于增加了电容器的极板面积。,26,例5 一球形电容器内外薄球壳的所带电量分别为q和Q，电势差为U,则其电容为 ,公式中的电量指两极等势时需从一极板至另一极板所迁移的电量。,27,例6 三平行板A、B、C面积均为200cm2,A、B间相距4.0mm.A、C间相距2.0mm,B和C两板都接地.假设使A板带正电310-7C,求:,(1)B、C板上感应电荷；,(2)A板的电势.,A,A,B,C,2mm,4mm,28,分析,:,由导体静电平衡性质及电荷守恒求解,.,由电荷守恒,得,(1),因,B,、,C,两板接地,解,:,(1),设,A,板的带电量为,q,静电平衡时,B,、,C,两板在相对,A,板一侧表面有感应电荷分布,分别设为 、,.,(2),A,A,B,C,29,其中,(3),联立,(1),、,(2),、,(3),可解得,(2),因,B,、,C,两板接地,故,30,等效于两个电容器的,并联,.,A,A,B,C,A,A,C,B,