一、孤立导体的电容
1.孤立导体电容的定义:
空气中带电量为的孤立导体球的电势:
一个孤立导体的电势与所带电荷量呈线性关系,其比值称为孤立导体的电容
孤立导体的电容:
2.孤立导体电容的特点:
- 与无关,只决定与导体本身;
- 反映储存电量的能力
- 单位:
二、电容器的电容
1.电容器
- 两个导体组成的系统,用来储存电荷和电能
- 两极板等量异号电荷
2.电容器电容的定义:
- 为任意导体极板所带电量值,为两导体极板之间的电势差
- 孤立导体的电容也可视为该导体与无穷远处所组成的电容器,即电容器另一极板在无穷远处
三、简单电容器电容的计算
1.平行板电容器
- 两极板面积,间距,分别带电荷和,极板间为真空,忽略边缘效应
2.圆柱形电容器
- 两同轴金属圆柱面,内、外柱面半径、,长,内外柱面线电荷密度为、,忽略边缘效应,即可视其为“无限长”。
3.球形电容器
- 两半径分别为、的同心金属球壳,带电量分别为和
四、复杂电容的计算——电容器的串联和并联
1.几个概念
- 电容器的性能指标:电容量、耐压
- 等值电容:多个电容器连接后,其等值电容等于其所存储电荷量与其两端电势差之比。
2.电容器的串联
- 有电容器相应电势差为
- 定性:
- 相当于极板间距增加了
- 中间所有导体上的净电荷为零
- 将的左板和的右板分别加上和的电荷,由于静电感应,在其他电容的极板上感应出相应等量的电荷,电源只提供的电量
- 电量:
- 总电势差:
- (不好求,但是的倒数好求)
- 电容器串联相当于电阻并联;串联电容减小,耐压增加
3.电容器的并联
- 有电容器,相应电量为
- 定性:相当于极板的面积增加了
- 总电量为,都是电源提供的,电势差为
- 电容器并联相当于电阻串联;并联增加总电容,耐压值等于其中最低的耐压值
小结:求电容的方法
- 先将电容器的两极板分别加上等量异号的电量。若是孤立导体的电容,可将另一极板看成在无穷远处。
- 用电势的定义(有时可用电势叠加原理)求出两极板间的电势差
- 用电容的定义求出电容量
- 对于复杂的电容计算,可先求出简单电容器的电容量,然后再利用简单电容的串并联求出电容。