电解质物理精品课件

1、电解质物理1第1页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五静电平衡时，导体表面附近的场强大小孤立导体的电荷分布电荷面密度与导体表面的曲率半径成反比。二、电介质的极化无极分子的极化位移极化有极分子的极化转向极化有介质存在时的电场三、介质中的高斯定理求D求E2第2页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五问：导体圆球内的电场分布问：介质内的电场分布平行板电容器内场强3第3页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五8.6 电容 电容器一、孤立导体的电容孤立导体：附近没有其他导体和带电体单位：法拉（F）、微法拉（F）、皮法拉（pF）孤立导体的电容电容使导体升高

2、单位电势所需的电量。4第4页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五 （1） C 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。导体每升高单位电势所需要的电量物理意义：例如:把地球看成是孤立导体（地球半径为 6.4106 m）（2）5第5页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五1、电容器的电容导体组合,使之不受周围导体的影响 电容器电容器的电容：当电容器的两极板分别带有等值异号电荷q时，电量q与两极板间相应的电势差uA-uB的比值。二、电容器及电容q为一个极板带电量的绝对值单位电势差容纳电荷的能力将极板移至无穷远，则 ， 则公式 即为孤立导体

3、的电容。6第6页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五2.电容器电容的计算方法1. 设电容器两极板分别带电+ q和 -q2. 确定极板间的场强3. 计算两板间的电势差4. 由电容定义计算电容7第7页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五说明：1. 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）。 与其带电与否无关。2. 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： 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 从功能上又分为可调电容器和固定电容器。电容器的

4、性能指标：(1). 电容值；(2). 耐压值。如：3. 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 球构成的电容器。（U地=0）8第8页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五两板间场强两板间电势差电容C 与 q 无关例1：求平行板电容器的电容解：给两极板分别带电+ q和 -q 9第9页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五例2：求球形电容器的电容解：由介质中的高斯定律求两板间场强两极板间的电势差给两极板分别带电+ q和 -q 由电容定义C与 q 无关。10第10页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五例3：求圆柱形电容器

5、的电容解：设两柱面带电分别为 + 和 -两柱面间的电势差由电容定义求电容11第11页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五方向相同均指向 x 正方向导线半径 r，相距 d周围充满电介质单位长度带电例4 、导线间的分布电容12第12页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五 设计电路板时，为了减小导线间的分布电容，导线应尽量细、导线间距尽量远。单位长度的电容：一般在 pF 量级分布电容13第13页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五由公式工程技术上需要增大 Q方法(1)、增加电容击穿，介质击穿 方法(2)、增加 C 由平行板电容器电容器的耐压和容量

6、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。三、电容器的连接体积大耐低压材料贵14第14页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五1. 电容器串联由有总电容量减小，电容耐压程度提高特点：15第15页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五2. 电容器并联由有特点：总电容增大，耐压性不变。16第16页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五四、 电场能量1. 带电体的能量逐渐积累(3) 当t 时刻，带电体带电为 q电势为U把dq从无限远移到带电体上(4) 在带电体的电量由0-Q整个过程中,外力作的总功(1) 移动第一个dq外力不作功(2)

7、 移动第二个dq静电力为保守力外力做功等于电势能的增量17第17页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五2. 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。+q-q18第18页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五(2)电场的能量密度3. 电场的能量(1) 电场能量与场强的关系19第19页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五(3) 非匀强电场能量求法 a: 任取体积元dV b: 计算dV内能量 c: 计算总能量20第20页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五rdr真空中带电金属球壳的电场能量例1已知：球形带电体，

8、半径R ，带电Q解：21第21页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五求：电场能量由电场能量求电容，是求电容的另一种方法。球形电容器 介质 带电如图：比较可得例200解：先求E22第22页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五课堂讨论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，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五练习.平行板电容器 已知 :S、d插入厚为t的铜板求： C 24第24页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五设q场强分布电势差铜板由于静电平衡板内其它位置25第25页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五例. 已知:导体板介质求:各介质内的解:设两介质中的 分别为由高斯定理由得26第26页，共28页，2022年，5月20日，7点38分，星期五一、孤立导体的电容二、电容器的