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1、电解质物理1第1页，此课件共28页哦静电平衡时，导体表面附近的场强大小静电平衡时，导体表面附近的场强大小孤立导体的电荷分布孤立导体的电荷分布电荷面密度与导体表面的曲率半径成反比。电荷面密度与导体表面的曲率半径成反比。二二、电介质的极化、电介质的极化、电介质的极化、电介质的极化无极分子的极化无极分子的极化位移极化位移极化有极分子的极化有极分子的极化转向极化转向极化有介质存在时的电场有介质存在时的电场三、介质中的高斯定理三、介质中的高斯定理求求D求求E2第2页，此课件共28页哦问：导体圆球内的电场分布问：导体圆球内的电场分布问：介质内的电场分布问：介质内的电场分布平行板电容器内场强平行板电容器内场
2、强3第3页，此课件共28页哦8.6 8.6 电容电容 电容器电容器一、孤立导体的电容一、孤立导体的电容孤立导体：附近没有其他导体和带电体孤立导体：附近没有其他导体和带电体单位：法拉（单位：法拉（F）、微法拉（）、微法拉（F）、皮法拉（）、皮法拉（pF）孤立导体的电容孤立导体的电容电容电容使导体升高单位电势所需的电量。使导体升高单位电势所需的电量。4第4页，此课件共28页哦（1）C 反映导体本身的性质，与导体的几何尺寸及形状反映导体本身的性质，与导体的几何尺寸及形状有关，与导体是否带电无关。有关，与导体是否带电无关。导体每升高单位电势所需要的电量导体每升高单位电势所需要的电量物理意义：物理意义：
3、例如例如:把地球看成是孤立导体把地球看成是孤立导体（地球半径为（地球半径为 6.4 106 m）（2）5第5页，此课件共28页哦1、电容器的电容、电容器的电容导体组合导体组合,使之不受周围导体的影响使之不受周围导体的影响 电容器电容器电容器的电容：当电容器的两极板分别带有等值电容器的电容：当电容器的两极板分别带有等值异号电荷异号电荷q时，电量时，电量q与两极板间相应的电势差与两极板间相应的电势差uA-uB的比值。的比值。二、电容器及电容二、电容器及电容q为一个极板带电量的绝对值为一个极板带电量的绝对值单位电势差容纳电荷的能力单位电势差容纳电荷的能力将极板移至无穷远，则将极板移至无穷远，则 ，则
4、公式则公式 即即为孤立导体的电容为孤立导体的电容。6第6页，此课件共28页哦2.2.电容器电容的计算方法电容器电容的计算方法电容器电容的计算方法电容器电容的计算方法1.设电容器两极板分别带电设电容器两极板分别带电+q和和-q2.确定极板间的场强确定极板间的场强3.计算两板间的电势差计算两板间的电势差4.由电容定义计算电容由电容定义计算电容7第7页，此课件共28页哦说明：说明：1.电容器的电容表示其储存电荷的能力。只与自身结电容器的电容表示其储存电荷的能力。只与自身结 构有关（大小、形状、相对位置、导体间的介质）。构有关（大小、形状、相对位置、导体间的介质）。与其带电与否无关。与其带电与否无关。
5、2.电容器分球形电容器、柱形电容器和平行板电容器电容器分球形电容器、柱形电容器和平行板电容器 三种。电容器的表示方法：三种。电容器的表示方法：电容器由两极板间的电介质的不同，分为云母电电容器由两极板间的电介质的不同，分为云母电容器、陶瓷电容器、纸质电容器、电解电容器容器、陶瓷电容器、纸质电容器、电解电容器 从功能上又分为从功能上又分为可调电容器可调电容器和和固定电容器固定电容器。电容器的性能指标：电容器的性能指标：(1).电容值；电容值；(2).耐压值。耐压值。如：如：3.电容器的电容和孤立导体电容计算公式一致。电容器的电容和孤立导体电容计算公式一致。对孤立导体的电容，可看成与地对孤立导体的电
6、容，可看成与地 球构成的电容器。（球构成的电容器。（U地地=0）8第8页，此课件共28页哦两板间场强两板间场强两板间电势差两板间电势差电容电容C 与与 q 无关无关例例1：求平行板电容器的电容：求平行板电容器的电容解：解：给两极板分别带电给两极板分别带电+q和和-q 9第9页，此课件共28页哦例例2：求球形电容器的电容求球形电容器的电容解：解：由介质中的高斯定律求两板间场强由介质中的高斯定律求两板间场强两极板间的电势差两极板间的电势差给两极板分别带电给两极板分别带电+q和和-q 由电容定义由电容定义C与与 q 无关。无关。10第10页，此课件共28页哦例例3：求圆柱形电容器的电容求圆柱形电容器
7、的电容解：解：设两柱面带电分别为设两柱面带电分别为+和和-两柱面间的电势差两柱面间的电势差由电容定义由电容定义求电容求电容11第11页，此课件共28页哦方向相同均指向方向相同均指向 x 正方向正方向导线半径导线半径 r，相距，相距 d周围充满电介质周围充满电介质单位长度带电单位长度带电例例4、导线间的分布电容、导线间的分布电容12第12页，此课件共28页哦 设计电路板时，为了减小导线设计电路板时，为了减小导线间的分布电容，导线应尽量细、间的分布电容，导线应尽量细、导线间距尽量远。导线间距尽量远。单位长度的电容：单位长度的电容：一般在一般在 pF 量级量级分布电容分布电容13第13页，此课件共2
8、8页哦由公式由公式工程技术上需要增大工程技术上需要增大 Q方法方法(1)、增加、增加电容击穿，介质击穿电容击穿，介质击穿 方法方法(2)、增加、增加 C 由平行板电容器由平行板电容器电容器的耐压和容量不能同时满足。电容器的耐压和容量不能同时满足。工程采用多个电容器的联接方式来满足不同的需求。工程采用多个电容器的联接方式来满足不同的需求。三、电容器的连接三、电容器的连接体积大体积大耐低压耐低压材料贵材料贵14第14页，此课件共28页哦1.1.1.1.电容器串联电容器串联电容器串联电容器串联由由有有总电容量减小，电容耐压程度提高总电容量减小，电容耐压程度提高特点：特点：15第15页，此课件共28页
9、哦2 2 2.电容器并联电容器并联电容器并联电容器并联电容器并联电容器并联由由有有特点：特点：总电容增大，耐压性不变。总电容增大，耐压性不变。16第16页，此课件共28页哦四、四、电场能量电场能量1.带电体的能量带电体的能量逐渐积累(3)当当t 时刻，带电体带电为时刻，带电体带电为 q电势为电势为U把把dq从无限远移到带电体上从无限远移到带电体上(4)在带电体的电量由在带电体的电量由0-Q整个过程中整个过程中,外力作的总功外力作的总功(1)移动第一个移动第一个dq外力不作功外力不作功(2)移动第二个移动第二个dq静电力为保守力静电力为保守力外力做功等于电势能的增量外力做功等于电势能的增量17第
10、17页，此课件共28页哦2.电容器的能量电容器的能量此结果虽然从平行板电容器得出，但适应任何电容器此结果虽然从平行板电容器得出，但适应任何电容器。+q-q18第18页，此课件共28页哦(2)电场的能量密度电场的能量密度3.电场的能量电场的能量(1)电场能量与场强的关系电场能量与场强的关系19第19页，此课件共28页哦(3)非匀强电场能量求法非匀强电场能量求法 a:任取体积元任取体积元dV b:计算计算dV内能量内能量 c:计算总能量计算总能量20第20页，此课件共28页哦rdr真空中带电金属球壳的电场能量真空中带电金属球壳的电场能量例例1已知：球形带电体，半径已知：球形带电体，半径R，带电，带
11、电Q解：解：21第21页，此课件共28页哦求：电场能量求：电场能量由电场能量求电容，是求电容的另一种方法。由电场能量求电容，是求电容的另一种方法。球形电容器球形电容器 介质介质 带电如图：带电如图：比较比较可得可得例例200解：先求解：先求E22第22页，此课件共28页哦课课堂堂讨讨论论比较均匀带电球面和均匀带电球体所储存的能量。比较均匀带电球面和均匀带电球体所储存的能量。23第23页，此课件共28页哦练习练习.平行板电容器平行板电容器 已知已知:S、d插入厚为插入厚为t的铜板的铜板求：求：C 24第24页，此课件共28页哦设设 q场强分布场强分布电势差电势差铜板由于静电平衡铜板由于静电平衡板
12、内其它位置板内其它位置25第25页，此课件共28页哦例例.已知已知:导体板导体板介质介质求求:各介质内的各介质内的解解:设两介质中的设两介质中的 分别为分别为由高斯定理由高斯定理由由得得26第26页，此课件共28页哦一、孤立导体的电容一、孤立导体的电容二、电容器的电容二、电容器的电容三、电容器电容的计算方法三、电容器电容的计算方法小小 结结27第27页，此课件共28页哦1.1.1.1.电容器串联电容器串联电容器串联电容器串联四、电容器串并联四、电容器串并联2 2.电容器并联电容器并联电容器并联电容器并联五、五、电场能量电场能量带电体的能量带电体的能量电容器的能量电容器的能量电场的能量电场的能量28第28页，此课件共28页哦