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1、(一)孤立导体的电容, 孤立导体是指其它导体或带电体都离它足够远,以至于其它导体或带电体对它的影响可以忽略不计。, 真空中一个半径为R、带电量为Q 的孤立球形导体的电势为,电量与电势的比值却是一个常量,只与导体的形状有关,由此可以引入电容的概念。,10.3 电容 电容器,孤立导体所带的电量与其电势的比值叫做孤立导体的电容,孤立球形导体的电容为,孤立导体的电容与导体的形状有关,与其带电量和电势无关。,法拉(F) 1F=1C.V-1微法 1F=10-6F 皮法 1pF=10-12F, 是导体的一种性质,与 导体是否带电无关; 是反映导体储存电荷或 电能的能力的物理量; 只与导体本身的性质和 尺寸有
2、关。,地球,(二)电容器,两个带有等值而异号电荷的导体所组成的系统,叫做电容器。,用空腔B 将非孤立导体 A 屏蔽, 消除其他导体及带电体 ( C、D ) 对A 的影响。,电容器两极板所带的电量为+Q、-Q,它们的电势分别为VA、VB,定义电容器的电容为:,A 带电 qA , B 内表面带电-qA , 腔内场强E , A B间电势差 UAB = VA VB,按可调分类:可调电容器、微调电容器、 双连电容器、固定电容器按介质分类:空气电容器、云母电容器、 陶瓷电容器、 纸质电容器、电解电容器按体积分类:大型电容器、小型电容器、 微型电容器按形状分类:平板电容器、圆柱形电容器、 球形电容器,2.5
3、厘米,12厘米,2.5厘米,70厘米,高压电容器(20kV 521F)(提高功率因数),聚丙烯电容器(单相电机起动和连续运转),陶瓷电容器(20000V1000pF),涤纶电容(250V0.47F),电解电容器(160V470 F),在电路中:滤波、移相、旁路、耦合等; 与其它元件可以组成振荡器、时间延迟电路等; 储存电能的元件; 真空器件中建立各种电场; 各种电子仪器、仪表。,设电容器的两极板带有等量异号电荷Q ; 求出两极板之间的电场强度 的分布; 计算两极板之间的电势差 根据电容器电容的定义求得电容C=Q/U 。,平行板电容器, 板间电场:, 板间电势差:,(d 很小, S 很大 ),
4、设电容器两极板 带电 q ;,解:,S,平板电容器的电容与极板的面积成正比,与极板之间的距离成反比,还与电介质的性质有关。,例1, 电容:,设两圆柱面单位长度上分别带电,解,板间电场,板间电势差,电容,柱形电容器,例2, 圆柱越长,电容越大; 两圆柱之间的间隙越小, 电容越大。,平行板电容器电容,柱形电容器,例3 球形电容器的电容,解:两极板间电场,板间电势差,电容,当R2 时,,-孤立导体球电容。,+q,- q,R2 R1= d , R2 R1 = R,-平行板电容器电容。,(三)电容器的连接,特点:每个电容器两端的电势差相等.,总电量:,等效电容:,结论:等效电容等于几个电容器电容之和; 各个电容器的电压相等。 并联使总电容增大。,特点:每个电容器极板所带的电量相等,总电压,等效电容,结论:等效电容的倒数等于几个电容器电容的倒数之和;等效电容小于任何一个电容器的电容,但可以提高 电容的耐压能力;每个串联电容的电势降与电容成反比。,当电容器的耐压能力不被满足时,常用串并联使用来改善。串联使用可提高耐压能力;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。,所能承受的不被击穿的最大场强叫做 -击穿场强或介电强度。,相对电容率,(四)电介质对电容器电容的影响,