大学物理：18-3 电容器的电容

1、18-3 18-3 电容器的电容电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理118.3.1 18.3.1 孤立导体的电容孤立导体的电容VQC 单位：单位： -1VC 1F 1pF 10F 10F 1126 孤立孤立导体的电容为导体的电容为孤立孤立导体所带导体所带电荷电荷Q与其电势与其电势V的比值的比值 .QV物理意义：物理意义：导体每升高单导体每升高单位电势，所需要的电量位电势，所需要的电量。RQ例例 球形孤立导体的电容球形孤立导体的电容RQV04RVQC04F 107m, 104 . 64E6ECR 地球地球18-3 18-3 电容器的电容电容器的电

2、容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理218.3.2 18.3.2 电容器电容器按形状：柱型、球型、平行板电容器按形状：柱型、球型、平行板电容器按型式：固定、可变、半可变电容器按型式：固定、可变、半可变电容器按介质：空气、塑料、云母、陶瓷等按介质：空气、塑料、云母、陶瓷等 特点：非孤立导体，由两极板组成特点：非孤立导体，由两极板组成1 电容器的电容器的分类分类 一种储存电能的元件。一种储存电能的元件。由电介质隔开的两块任意形由电介质隔开的两块任意形状导体组合而成。两导体称状导体组合而成。两导体称为电容器的极板为电容器的极板。18-3 18-3 电容器的电容

3、电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理3BUQVVQCBA lEUABd2 电容器的电容电容器的电容 电容器的电容为电容器一块极板所带电容器的电容为电容器一块极板所带电荷电荷Q与两极板电势差与两极板电势差 的比值的比值 .BAVV 电容的大小仅与导体的电容的大小仅与导体的形状形状、相对位置相对位置、其间的电、其间的电介介质质有关，与所带电荷量有关，与所带电荷量无关无关.EFQ18-3 18-3 电容器的电容电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理43 电容器电容的计算电容器电容的计算（1 1）设两极板

4、分别带电设两极板分别带电Q （3 3）求两极板间的电势差求两极板间的电势差U（4 4）由由C=Q/U求求CE（2 2）求两极板间的电场强度求两极板间的电场强度UQVVQCBA 例例1 平行平行平板电容器平板电容器Sd+ + + + + +QQ- - - - - -rSQErr00解解SQdEdUr0dSUQCr018-3 18-3 电容器的电容电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理5例例2. 2. 球形电容器球形电容器 24qErRARBBAAB2AB1144RRqrqUrRRdABABBA4 R RqCURRABRR 当当A4RC（孤立导体球的

5、电容）（孤立导体球的电容） dSdRC2A4AABRdRR当当18-3 18-3 电容器的电容电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理6例例3 圆柱形电容器圆柱形电容器2lnBAQlCRURdln22BARBRARrQUrlR()2ABERrRr设设两圆两圆柱柱面单位长度上分别带电面单位长度上分别带电解解ARlBRBRl +-+-18-3 18-3 电容器的电容电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理7R2dE 例例4 4 两半径为两半径为R的平行长直导线，中心间距为的平行长直导线，中心间距为d，且，且

6、 dR, , 求单位长度的电容求单位长度的电容. .xxd0022()EEExdx解解oxPRdRxEUdRdRRdlnln00RdRxxdxd)11(20RdUCln018-3 18-3 电容器的电容电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理8qCCCVVVVnn1112121AB1.1.电容器的串联电容器的串联设各电容器带电量为设各电容器带电量为q串联电容器的等效电容的倒数等于各电容串联电容器的等效电容的倒数等于各电容的倒数之和。的倒数之和。结论：结论：,11CqV ,22CqV 等效电容：等效电容：C1nCCC11121CqVAB增强耐压增强耐

7、压18.3.3 18.3.3 电容器的并联和串联电容器的并联和串联C1C2CnVABq-q18-3 18-3 电容器的电容电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理92. 电容器的并联电容器的并联C1C2C3VAB总电荷量总电荷量 ：1212nnqqqqCCCVAB等效电容：等效电容：nCCCVqC21AB并联电容器的等效电容等于各电容器电容之和。并联电容器的等效电容等于各电容器电容之和。结论：结论：,AB11VCq ,AB22VCq 增大电容增大电容18-3 18-3 电容器的电容电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理10 d1d2r2r1例例 一平行板电容器，中间有两层厚度分别为一平行板电容器，中间有两层厚度分别为d1和和d2的电介质，它们的相对介电常数分别为的电介质，它们的相对介电常数分别为 r1r1和和 r2r2，极，极板面积为板面积为S。求电容。求电容。解：解：0D1r001E2r002E1121UE dE d0SCU2r21r100dd01212Sddrr18-3 18-3 电容器的电容电容器的电容第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体