《電容和電容器》PPT課件.ppt

1、1,2 電容和電容器,本節(jié)目的： 1、“靜電場中導(dǎo)體”的應(yīng)用 2、作為重要的電器設(shè)備的性能知識 3、靜電場對帶電導(dǎo)體的作用,習(xí)題：p.168 4, 6, 8, 33,2,內(nèi) 容,2.1 孤立導(dǎo)體的電容,2.2 電容器及其電容,2.3 電容器的并串聯(lián),2.4 電容器儲能,2.5 討論題,3,2.1 孤立導(dǎo)體的電容 P.153,（1法： R=9x1010米）,孤立導(dǎo)體球電容：,（地球C0.610-3法）,物理意義：令U=1，C=Q，導(dǎo)體單位電位時 具有的電 量容電本領(lǐng),C=Q/U僅對孤立導(dǎo)體適用 其中U以無窮遠(yuǎn)為參考點 C是由導(dǎo)體本身的幾何性質(zhì)決定， 與導(dǎo)體是否帶電無關(guān)（如水杯容積） 與導(dǎo)體內(nèi)部有

2、無空腔無關(guān) 單位太大,圖示一*,“儲電能力”，可 類比于熱容量,地球 C=610-4 F。 常用 F=10-6, 或 PF=10-12F。 1 F大的球，R=1F/40=9109米=1500 RE， 該球可裝下3.4109 地球；或 R=13 R日， 該球可裝下2130 個太陽。,(或Q/U=C),4,2. 2 電容器及其電容,若導(dǎo)體A近旁有其他導(dǎo)體(非孤立導(dǎo)體)，則該導(dǎo)體電位 UA 不僅與 qA有關(guān)，也與其他導(dǎo)體的位置、形狀及電荷有關(guān)。故，QA/UA常數(shù)。 能否設(shè)計一種器件，使電容不受其他導(dǎo)體的影響，而數(shù)值也比較大？可以用靜電屏蔽的原理來實現(xiàn)。例如，用接地的封閉導(dǎo)體殼 B 將 A 包圍起來。

3、 此時仍有QA/UA=常數(shù)。,5,電容器,電容器,A,B,（F, PF）,Q：A外表面與B內(nèi)表面電荷絕對值，與 B 外表面板外電荷無關(guān) C：決定于導(dǎo)體系統(tǒng)之幾何特性,電容計算步驟：,1) 設(shè)兩極電荷Q；,2）計算,3）,（當(dāng)B不接地時）,（重復(fù)圖示一的計算）,下一頁,To,6,R3,R1,R2,O,U0=,U2= U3=,q內(nèi),-q內(nèi),q3=q內(nèi),U0-U2=,返回,q外=q內(nèi),7,球形電容器,(另圖),平行板電容,(另圖),園柱形電容器,(另圖),8,2.3 電容器的并串聯(lián),并聯(lián),9,串聯(lián)：,(關(guān)于電容器并串聯(lián)的識別),10,2.4 電容器儲能,(兩板中心與等電位),將 (兩板中心) 取為參

4、考點，,令,+,-,11,物理意義：,由負(fù)極遷移電荷至正極，電源反抗靜電力作功，電容器靜電能增加,電源系統(tǒng)提供這部分能量,12,2.5 討論題,p.175，32,d,（吸力）,Q,-Q,13,虛功原理,不變,(1),d,（吸力）,14,(2)U不變,（斥力）,兩個結(jié)果一吸一斥，方向相反,？,15,分析：,虛功原理僅適用于封閉系統(tǒng),（1）電容器為封閉體系,作為封閉系統(tǒng)，極板發(fā)生位移，什么物理量不變？,Q，不是U,d , C W0,正負(fù)極相吸，電場力作正功，W ,16,將電容器+電源看成封閉系統(tǒng)，利用 虛功原理可得到正確結(jié)果。,（2）：電容器+電源構(gòu)成封閉系統(tǒng),電容器 能量變化,電源 能量變化,U不變，d ，E ，e ，電源反抗電 場力做功，W10,電源在U電位 下，遷移電荷 Q ，作正功，