電容和電容器49851課件

提綱3.3電容器和電容一、電容：二、電容器：1平行板電容器：2球形電容器3圓柱形電容器三、電容器的串聯(lián)和并聯(lián)四、電容器的能量和電場的能量五、電場的能量密度；例題一、例題二3.2電場的邊界條件作業(yè)：5-9，5-14，5-163.2電場的邊界條件電場的邊界條件給出電介質(zhì)的分界面上（或者電介質(zhì)與導(dǎo)體，電介質(zhì)與真空等）電場中物理量所應(yīng)遵守的規(guī)律。圓柱形高斯面兩種各向同性的均勻介質(zhì)，分界面處無自由電荷。高斯面上下底面積為高為為二級無窮小為一級無窮小在均勻介質(zhì)的分界面處電位移矢量的法向分量連續(xù)。在均勻介質(zhì)的分界面處電場強度矢量的法向分量不連續(xù)。的法向分量在均勻介質(zhì)的分界面處電位移矢量的切向分量不連續(xù)。應(yīng)用可從介電常數(shù)判斷D線偏離法線的程度。求：陶瓷中的；陶瓷表面極化面電荷密度。依題意如圖：例題：一高壓設(shè)備中用一塊均勻的陶瓷片做絕緣，其擊穿場強為

107伏/米。已知高壓電在陶瓷片外空氣中產(chǎn)生均勻電場，其場強與陶瓷面法向成300角，因而陶瓷不會被擊穿。在陶瓷表面束縛電荷為負號（從電力線方向可以看出）。在空氣的分界面上束縛電荷為零。二、電容器的電容：1平行板電容器：平行板電容器間無電介質(zhì)時：若兩個導(dǎo)體分別帶有等量異號的電荷q，周圍沒有其它導(dǎo)體帶電；其間電位差UAB，它們組成電容器的電容：通常采用靜電屏蔽或使場集中從而不受外界干擾。平行板電容器間有電介質(zhì)時：退極化場2球形電容器：兩個同心的金屬球殼帶有等量異號電荷特別是當若兩球殼間有電介質(zhì)則，三、電容器的串聯(lián)和并聯(lián)并聯(lián)電容器的電容：等效令三、電容器的串聯(lián)和并聯(lián)串聯(lián)電容器的電容：等效令并聯(lián)電容器的電容等于各個電容器電容的和。串聯(lián)電容器總電容的倒數(shù)等于各串聯(lián)電容倒數(shù)之和。當電容器的耐壓能力不被滿足時，常用串并聯(lián)使用來改善。如串聯(lián)使用可用在稍高的電壓中，從而提高耐壓能力。并聯(lián)使用可以提高容量。電介質(zhì)的絕緣性能遭到破壞，稱為擊穿(breakdown)，有介質(zhì)后電容增大所能承受的不被擊穿的最大場強叫做擊穿場強(breakdownfieldstrength)，或介電強度(dielectricstrength)。電容器放電過程中,電量在電場力的作用下，從正極板到負極板，這微小過程中電場力作功為：因為表示極板上的電量隨放電而減少所以儲存在電容器中的能量為：?電容器儲存的能量?電容器儲存的能量與場量的關(guān)系。結(jié)果討論：電容器所具有的能量與極板間電場和有關(guān)，和是極板間每一點電場大小的物理量，所以能量與電場存在的空間有關(guān)，電場攜帶了能量。電容器所具有的能量還與極板間體積成正比，于是可定義能量的體密度，它雖然是從電容器間有均勻場而來但有其普遍性。五、電場的能量密度為：電場中單位體積內(nèi)的能量球坐標的體元例二：一平板電容器面積為S，間距d，用電源充電后，兩極板分別帶電為+q和-q，斷開電源，再把兩極板拉至2d，試求：外力克服電力所做的功。兩極板間的相互作用力？解：根據(jù)功能原理可知，外力的功等于系統(tǒng)能量的增量電容器兩個狀態(tài)下所存貯的能