《电容电容器》课件.ppt

作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1 1/23 /23.6.4 6.4 电容电容 电容器电容器日冕日冕作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.2 2/23 /23.一、孤立导体的电容一、孤立导体的电容一、孤立导体的电容一、孤立导体的电容不同的导体容纳电荷的能力亦不同。不同的导体容纳电荷的能力亦不同。孤立导体容纳的电荷：孤立导体容纳的电荷：孤立导体容纳的电荷：孤立导体容纳的电荷：孤立导体容纳的电荷：孤立导体容纳的电荷：QQ VV导体的导体的导体的导体的导体的导体的电容电容电容电容：单位：单位：单位：单位：单位：单位：法拉法拉法拉法拉(F F)1 1 1F F =10=10=106 6 6 FF=10=10=1012 12 12 pFpF电容电容电容电容电容电容 CC 只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.3 3/23 /23.1 1 1F F =10=10=106 6 6 FF=10=10=1012 12 12 pFpF电容电容电容电容电容电容 CC 只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介只与导体的形状、尺寸及周围的介质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！质有关，与导体的电量、电势无关！例例例例 求半径为求半径为求半径为求半径为求半径为求半径为R R R、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为 r rr 的各相同性的各相同性的各相同性的各相同性的各相同性的各相同性均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。解解解解 设金属球带电设金属球带电设金属球带电设金属球带电 Q，则，则，则，则 r r R R 时：时：时：时：介质介质介质介质:作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.4 4/23 /23.例例例例 求半径为求半径为求半径为求半径为求半径为求半径为R R R、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为、周围充满相对电容率为 r rr 的各相同性的各相同性的各相同性的各相同性的各相同性的各相同性均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。均匀电介质的导体球的电容。解解解解 设金属球带电设金属球带电设金属球带电设金属球带电 Q，则，则，则，则 r r R R 时：时：时：时：(解毕解毕解毕解毕)介质介质介质介质:作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.5 5/23 /23.(解毕解毕解毕解毕)课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习 半径分别为半径分别为半径分别为半径分别为半径分别为半径分别为R R R、r r r 的两金属球相距的两金属球相距的两金属球相距的两金属球相距的两金属球相距的两金属球相距 远，用导远，用导远，用导远，用导远，用导远，用导线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电 Q Q Q，则，则，则，则，则，则 Q Q Q 如何分配？如何分配？如何分配？如何分配？如何分配？如何分配？提示：提示：提示：提示：金属球相距金属球相距金属球相距金属球相距金属球相距金属球相距 远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.6 6/23 /23.课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习 半径分别为半径分别为半径分别为半径分别为半径分别为半径分别为R R R、r r r 的两金属球相距的两金属球相距的两金属球相距的两金属球相距的两金属球相距的两金属球相距 远，用导远，用导远，用导远，用导远，用导远，用导线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电线连接，并给它们充电 Q Q Q，则，则，则，则，则，则 Q Q Q 如何分配？如何分配？如何分配？如何分配？如何分配？如何分配？提示：提示：提示：提示：金属球相距金属球相距金属球相距金属球相距金属球相距金属球相距 远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！远，皆可视为孤立导体球！答案：答案：但：但：但：但：但：但：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.7 7/23 /23.答案：答案：但：但：但：但：但：但：二、电容器的电容二、电容器的电容二、电容器的电容二、电容器的电容空间两块导体构成空间两块导体构成空间两块导体构成空间两块导体构成电容器电容器。电容器的电容器的电容器的电容器的电容器的电容器的电容电容电容电容：QQ :导体间的导体间的导体间的导体间的导体间的导体间的感应电荷电量感应电荷电量感应电荷电量感应电荷电量；作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.8 8/23 /23.二、电容器的电容二、电容器的电容二、电容器的电容二、电容器的电容电容器的电容器的电容器的电容器的电容器的电容器的电容电容电容电容：空间两块导体构成空间两块导体构成空间两块导体构成空间两块导体构成电容器电容器。QQ :导体间的导体间的导体间的导体间的导体间的导体间的感应电荷电量感应电荷电量感应电荷电量感应电荷电量；UUAB AB:导体间的导体间的导体间的导体间的导体间的导体间的电势差电势差电势差电势差。同同同同样样样样，电容器的，电容器的，电容器的，电容器的，电容器的，电容器的 CC 只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与 Q Q、UUABAB无关！无关！无关！无关！无关！无关！作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.9 9/23 /23.介质介质介质介质：r r1.1.平行板电容器平行板电容器平行板电容器平行板电容器同同同同样样样样，电容器的，电容器的，电容器的，电容器的，电容器的，电容器的 CC 只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对只与两导体的形状、大小、相对位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与位置及周围介质有关，与 Q Q、UUABAB无关！无关！无关！无关！无关！无关！作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1010/23 /23.1.1.平行板电容器平行板电容器平行板电容器平行板电容器介质介质介质介质：r rC C 只与只与只与只与只与只与 d d、S S、r r 有关，而与有关，而与有关，而与有关，而与有关，而与有关，而与 Q Q、U U 无关！无关！无关！无关！无关！无关！若为真空，则：若为真空，则：若为真空，则：若为真空，则：若为真空，则：若为真空，则：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1111/23 /23.C C 只与只与只与只与只与只与 d d、S S、r r 有关，而与有关，而与有关，而与有关，而与有关，而与有关，而与 Q Q、U U 无关！无关！无关！无关！无关！无关！若为真空，则：若为真空，则：若为真空，则：若为真空，则：若为真空，则：若为真空，则：例例例例 如图，已知：如图，已知：如图，已知：如图，已知：如图，已知：如图，已知：d d d，b b b，r rr，S S S，求电容。，求电容。，求电容。，求电容。，求电容。，求电容。介质介质介质介质：r r解解解解设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：，则：，则：，则：，则：，则：，则：(介质外介质外介质外介质外)(介质内介质内介质内介质内)作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1212/23 /23.例例例例 如图，已知：如图，已知：如图，已知：如图，已知：如图，已知：如图，已知：d d d，b b b，r rr，S S S，求电容。，求电容。，求电容。，求电容。，求电容。，求电容。介质介质介质介质：r r解解解解设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：设两金属板电荷面密度：，则：，则：，则：，则：，则：，则：(介质外介质外介质外介质外)(介质内介质内介质内介质内)(解毕解毕解毕解毕)作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1313/23 /23.(解毕解毕解毕解毕)2.2.球形电容器球形电容器球形电容器球形电容器设金属球设金属球设金属球设金属球设金属球设金属球A A A带带带带带带 +Q Q 电荷，则球内电荷，则球内电荷，则球内电荷，则球内电荷，则球内电荷，则球内电位移电位移电位移电位移及及及及及及电场强度电场强度电场强度电场强度：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1414/23 /23.2.2.球形电容器球形电容器球形电容器球形电容器设金属球设金属球设金属球设金属球设金属球设金属球A A A带带带带带带 +Q Q 电荷，则球内电荷，则球内电荷，则球内电荷，则球内电荷，则球内电荷，则球内电位移电位移电位移电位移及及及及及及电场强度电场强度电场强度电场强度：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1515/23 /23.3.3.柱形电容器柱形电容器柱形电容器柱形电容器设设设设内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：则电容器则电容器则电容器则电容器则电容器则电容器 l l 长度带电荷：长度带电荷：长度带电荷：长度带电荷：长度带电荷：长度带电荷：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1616/23 /23.3.3.柱形电容器柱形电容器柱形电容器柱形电容器设设设设内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：内金属圆柱电荷线密度为：则电容器则电容器则电容器则电容器则电容器则电容器 l l 长度带电荷：长度带电荷：长度带电荷：长度带电荷：长度带电荷：长度带电荷：单位长度电容：单位长度电容：单位长度电容：单位长度电容：单位长度电容：单位长度电容：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1717/23 /23.三、电容器组三、电容器组三、电容器组三、电容器组空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的串联串联串联串联与与与与与与并联并联并联并联！电容器的串联：电容器的串联：电容器的串联：电容器的串联：电容器的串联：电容器的串联：串联串联单位长度电容：单位长度电容：单位长度电容：单位长度电容：单位长度电容：单位长度电容：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1818/23 /23.三、电容器组三、电容器组三、电容器组三、电容器组空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的空间三个或三个以上导体构成电容器组，即电容器的串联串联串联串联与与与与与与并联并联并联并联！电容器的串联：电容器的串联：电容器的串联：电容器的串联：电容器的串联：电容器的串联：电容器的并联：电容器的并联：电容器的并联：电容器的并联：电容器的并联：电容器的并联：串联串联并联并联作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.1919/23 /23.a a aa a ab b b例例例例 如图，已知：如图，已知：如图，已知：如图，已知：如图，已知：如图，已知：a a a，(a (a (a bbb)，b b b，求电容。，求电容。，求电容。，求电容。，求电容。，求电容。解解解解建立坐标系、取元如图所示，则可看成无数个微小建立坐标系、取元如图所示，则可看成无数个微小建立坐标系、取元如图所示，则可看成无数个微小建立坐标系、取元如图所示，则可看成无数个微小建立坐标系、取元如图所示，则可看成无数个微小建立坐标系、取元如图所示，则可看成无数个微小平板电容器的并联。平板电容器的并联。平板电容器的并联。平板电容器的并联。平板电容器的并联。平板电容器的并联。作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.2020/23 /23.当当当当当当 x x x1 1 1 时：时：时：时：时：时：a a aa a ab b b作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.2121/23 /23.代入得：代入得：代入得：代入得：代入得：代入得：(解毕解毕解毕解毕)a a aa a ab b b当当当当当当 x x x1 1 1 时：时：时：时：时：时：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.2222/23 /23.代入得：代入得：代入得：代入得：代入得：代入得：(解毕解毕解毕解毕)a a aa a ab b b1.1.孤立导体的电容：孤立导体的电容：孤立导体的电容：孤立导体的电容：孤立导体的电容：孤立导体的电容：2.2.电容器的电容：电容器的电容：电容器的电容：电容器的电容：电容器的电容：电容器的电容：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.2323/23 /23.3.3.电容器的电容器的电容器的电容器的电容器的电容器的并联：并联：并联：并联：并联：并联：串联：串联：串联：串联：串联：串联：1.1.孤立导体的电容：孤立导体的电容：孤立导体的电容：孤立导体的电容：孤立导体的电容：孤立导体的电容：2.2.电容器的电容：电容器的电容：电容器的电容：电容器的电容：电容器的电容：电容器的电容：作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 6.Chapter 6.静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质 6.4 6.4 电容电容 电容器电容器 P P.2424/23 /23.作业：作业：6-15，6-24,6-26答疑时间：周二下午答疑时间：周二下午1：303：30PS:本课件版权限制，禁止拷贝。谢谢合作！本课件版权限制，禁止拷贝。谢谢合作！