大學(xué)物理,靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)8-2 電容和電容器

1、孤立(gl)導(dǎo)體：附近沒有其它導(dǎo)體和帶電體。 理論(lln)和實(shí)驗(yàn)表明，孤立導(dǎo)體的電勢(shì)U與其所帶的電量Q成正比。孤立導(dǎo)體的電容：物理意義：使導(dǎo)體每升高單位電勢(shì)所需的電量。一、孤立導(dǎo)體的電容（Capacity）單位 +8.2.1 電容1共十三頁(yè)例如：求真空中(kngzhng)孤立的導(dǎo)體球的電容。 地球(dqi)：僅與球的半徑有關(guān)。真空中孤立導(dǎo)體的電容只與導(dǎo)體的幾何形狀和大小有關(guān)，與導(dǎo)體是否帶電無(wú)關(guān)。電容反映了孤立導(dǎo)體貯存電荷的能力。2共十三頁(yè) 由于靜電感應(yīng)，A的電勢(shì)會(huì)隨著周圍其它導(dǎo)體、帶電體的分布(fnb)變化。若在A的周圍加一接地(jid)屏蔽層B，則AB間的電勢(shì)差與外界無(wú)關(guān)。這樣的導(dǎo)體組稱為

2、電容器。二、電容器（Capacitor）的電容通常，由彼此絕緣、相距很近的兩導(dǎo)體構(gòu)成電容器。使兩導(dǎo)體極板帶電3共十三頁(yè) 電容器的電容大小不僅取決于兩導(dǎo)體的形狀、大小、相對(duì)位置，還與兩極板之間填充(tinchng)的電介質(zhì)有關(guān)，與所帶電量無(wú)關(guān)。極板(j bn)極板+ Q- Q電容器的電容：兩導(dǎo)體極板的電勢(shì)差4共十三頁(yè) 實(shí)驗(yàn)表明：在電容器的兩極(lingj)板間填充電介質(zhì)時(shí)，電容器的電容將增大。 假設(shè)兩極板之間充滿某種均勻電介質(zhì)，則其電容C是真空時(shí)的電容C0的 倍，即：在真空中：除真空外，各種電介質(zhì)的 的值都大于1。 稱為電介質(zhì)的相對(duì)電容率，它是表征電介質(zhì)本身特性的物理量。5共十三頁(yè)3、電容(di

3、nrng)器電容(dinrng)的計(jì)算 在實(shí)際應(yīng)用(yngyng)中，常見的電容器有： 平行板電容器、球形電容器和圓柱形電容器。1）設(shè)電容器兩極板分別帶電荷 ；4）由電容器電容的定義式 求出 C。3）通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)，計(jì)算兩極板間的電勢(shì)差 ；步驟：2）求出兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)分布 ；6共十三頁(yè)1、平板(pngbn)電容器（2）兩帶電平板(pngbn)間的電場(chǎng)強(qiáng)度（1）設(shè)兩導(dǎo)體板分別帶電（3）兩帶電平板間的電勢(shì)差（4）平板電容器的電容7共十三頁(yè)（5）如果在兩極板間充滿相對(duì)電容率為 的電介質(zhì)時(shí)，則其電容為：（4）平板(pngbn)電容器的電容稱為(chn wi)電容率。8共十三頁(yè) 例1 平行平板電容器的極板是邊

4、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：9共十三頁(yè)2、圓柱形電容器（3） （2）（4）電容(dinrng)+-（1）設(shè)兩導(dǎo)體圓柱面單位長(zhǎng)度上分別帶電 圓柱形電容器是由半徑分別為 RA 和 RB 的兩同軸圓柱(yunzh)導(dǎo)體面 A 和 B 組成，圓柱長(zhǎng)度 l RB。10共十三頁(yè)3、球形電容器的電容 球形電容器是由半徑分別為 和 的兩同心金屬球殼所組成。解設(shè)內(nèi)球帶正電（），外球帶負(fù)電（）。孤立導(dǎo)體(dot)球的電容。11共十三頁(yè)例：平行(pngxng)板電容器，已知 S、d，插入厚度為 t 的銅板。求： C 。解：設(shè)A、B帶電(di din)分別為 Q由高斯定理知場(chǎng)強(qiáng)分布銅板內(nèi)間隙內(nèi)12共十三頁(yè)內(nèi)容摘要孤立導(dǎo)體：附近(fjn)沒有其它導(dǎo)體和帶電體。孤立導(dǎo)體：附近(fjn)沒有其它導(dǎo)體和帶電體。理論和實(shí)驗(yàn)表明，孤立導(dǎo)體的電勢(shì)U與其所帶的電量Q成正比。例如：求真空中孤立的導(dǎo)體球的電容。真空中孤立導(dǎo)體的電容只與導(dǎo)體的幾何形狀和大小有關(guān)，與導(dǎo)體是否帶電無(wú)關(guān)。由于靜電感應(yīng)，A的電勢(shì)會(huì)隨著周圍其它導(dǎo)體、帶電體的分布變化。若在A的周圍加一接地屏蔽層B，則AB間的電勢(shì)差與外界無(wú)關(guān)。電容器的電容大小不僅取決于兩導(dǎo)體的形狀、大小、相對(duì)位置，還與兩極板之間填充的電介質(zhì)有關(guān)，與所帶電量無(wú)