当前位置：文档之家 › 电容器的电容

电容器的电容

  • 格式：pdf
  • 大小：161.05 KB
  • 文档页数：23

§9-3 电容器的电容
一、孤立导体的电容
提高单位水位所注入的水量
与周围导体，电介质，
带电体分布有关
提高单位电势所增加的带电量
U
Q C =
极板间距线度由于静电屏蔽，值稳定.
C <<两极板间电势差为一个单位时，极板的带电量.
U
Q C ∆=
容器储水能力导体储存电荷能力电容器储电能力类比：
真空中孤立导体球（周围没其他导体、电介质、带电体）
R
R
q
V V 041
0)(πε=
=∞任何孤立导体，q /V 与q 、V 均无关，定义为电容
R V
q
04πε=V
q C =
（2）电容单位：法拉F
pF
10F 101F 12
6==µ（1）孤立导体电容取决于本身形状大小,与其是否带电无关。

说明：
F
107m, 104.64
E 6
E −×≈×=C R 地球
二、电容器的电容
A
B
导体A：电势不但与自身电荷量有关，还取决于附近导体的形状和位置及其上的带电情况
导体壳B：取到静电屏蔽的作用，V A －V B 不受外界影响
q —其中一个极板电量绝对值V A -V B —两板电势差
电容器的电容：
U
q V V q C B A =
−=∫⋅=B
A
AB l
E U v
v d
电容器的分类：
按形状：柱型、球型、平行板电容器按型式：固定、可变、半可变电容器按介质：空气、塑料、云母、陶瓷等电容器的特点：
非孤立导体，由两极板组成
三电容器电容的计算
1）设两极板分别带电2）求；
q ±
E
v
3）求U ；4）按照定义求C .步骤
几种常见电容器及其符号：
1.平行板电容器
几种常见真空电容器及其电容
S
σ
+σ
−d
（1）设两导体板分别带电
Q
±S
Q E 00εεσ==
（2）两带电平板间的电场强度
d
S
+ + + +++
Q
Q
−------
d
S U Q C 0
0ε==（4）平板电容器电容
S
Qd
Ed U 0ε=
=（3）两带电平板间的电势差
d
S
+ + + +++
Q
Q
−------
d
S U Q C 0
0ε==令C 0＝1，若平行板电容器的相对面积为新校区面积1500亩，那么间距d＝？
67
.666150010
85.812
0×××==−s d εmm
00885.010
85.86
=×=−
2.圆柱形电容器
r
r
B A
R R d 20∫
=
πελ
A
B R R ln 20πελ=
A
R B
R （1）设两导体圆柱面单位长度上
λ
±分别带电)(,π20B A R r R r
E <<=
ελ
（2）∫
∫
∫
=
•=
•=
B
A
B
A
B
A
R R R R R R Edr
r d E l d E U v
v v v
（3）
U
q C =0A
B R R l ln
20
πε
λλ=
A
B R R l ln 20πε=
（4）
讨论：
平行板电
容器电容
,
A A
B R R R d <<−=当d
S d lR C A 00π2εε=
≈)
1ln(ln ln A
A A A
B R d
R d R R R +=+=...)(212
+−=A
A R d R d
3. 球形电容器
)
(42
0B A R r R r
q E <<=
πεQ 解设内球带正电（），外球带负电（
）．
Q +Q −A
R B
R ＋
＋
＋
＋
＋
＋＋＋
−
−
−
−−−
−
−
r
P *∫
⋅=
−∴
B
A
R R B A U U l
E v v d r
r
q
B A
R R d 42
0∫
=
πε)1
1(40B
A R R q
−=πε
U
q C =
∴
0A
B B A R R R R −=
04πε讨论：
（1）当R B >>R A ,
04πA
C R ε=孤立导体球电容
,
)2(A A B R R R d <<−=当A
B B
A R R R R C −=
004πεd
s
d
R A 02
04επε=
≈
总结：求电容器电容的一般方法
1）设两极板分别带电2）求；
q ±
E
v
3）求U ；
4）按照定义求C .
理论和实验证明充满介质时电容
真空中电容
相对介电常数
一些电介质的相对介电常数
4.电介质电容器102~104
钛酸钡
2.6
聚苯乙烯
3.5
纸
2.2石蜡2.3聚乙烯5~10玻璃7.6电木5.7~6.8普通陶瓷80纯水100二氧化钛3~6云母1.000585空气11.6氧化钽3变压器油1
真空
εr 电介质εr 电介质εr 电介质0
C C r ε=
四、电容器的串联和并联电容器性能参数：电容和耐压…
1
C 2
C N
C (1)并联：(电压都相等）
N
C C C C +++=L 21增大电容（相当于增大了极板的相对面积）
U
q C U q C U q C n n =
==,...,2
211n q q q q +++=...21U
C C C n )...(21+++=
(2)串联：（各电量都相等）
N
C C C C 111121+++=L …
1C 2
C N
C 提高耐压
n
n U q C U q C U q C =
==,...,2211n U U U U +++=...21)
1...11(21n
C C C q +++=相当于增大了极
板的相对面积
(3)混联：
1C 2
C 3
C 4
C A
B
根据连接计算
满足容量和耐压的特殊要求
注意：
（1）电容器充电后，切断电源：电量不变
（2）电容器充电后一直与电源相连：电压不变
例题：求平行板电容器两板的吸引力
S σ
+σ−d 解法一：由库仑定律得到：
2
024d q
F πε=解法二：s
q F E qE F 02
,εεσ===
解法三：s
q
F E qE F 02022,εε
σ===解法四：能量法（待续）。

合集下载

第4节电容器的电容课件

第4节电容器的电容课件

C
C
O
A
Q
O
比值保持不变
【解析】 电容是描述电容器储存电荷特性的物理量，一旦电
Q
容器确定了，电容 C 便不再变化．C＝ 是定义式，不是决定式，
U
无论电荷量 Q 和电压 U 如何变化，其比值始终不变．故选 D.
【答案】 D
题型 2 电容器电容的计算
【例 2】 一个平行板电容器，使它每个极板所带电荷量从
－
－
Q1＝3×10 5 C 增加到 Q2＝3.6×10 5 C 时，两极板间的电势差从
是怎样“装进” 和“倒出”电荷的呢？
今天我们就来学习电容器的电容。
新知讲解
一、电容器
1、平行板电容器：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质
——电介质就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。
这两个金属板叫作电容器的极板。
电介质
注意：空气也是一种电介质
2、电容器：
（1）构造：任何两个彼此绝缘且又相隔很近的导体就构成了一个电容器。
A．电解电容器的极性固定，作用时极性不能错
B．可变电容器是通过改变铝片正对面积来改变电容
C．电容器的额定电压就是击穿电压
D．额定电压是长期工作所承受电压，比击穿电压小
课堂练习
4．据国外某媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机
C
几分钟内充满电。某同学假日登山途中用该种电容器给手机电池充电，
－5
B．该电容器能容纳的最大电荷量 3.3×10 C
C．接通电路后，电容器的电容仍是 33 μF
D．接通电路后，灯泡能持续发亮
新知讲解
拓展学习
平行板电容器的电容
平行板电容器是最简单的，也是最基本的电容器。几乎所有电容器都是
电容器的电容计算与应用

电容器的电容计算与应用

电容器的电容计算与应用电容器是电子电路中常见的一种被动元件，用于储存电荷以及在电路中传递电容。

它在电子设备和电路中广泛应用，并且在电路设计和计算中起着重要的作用。

本文将介绍电容器的电容计算方法以及其在不同应用中的具体使用。

一、电容器的电容计算方法电容（C）是电容器的重要参数，它代表了电容器储存电荷的能力。

电容的计算公式如下：C = Q / V其中，C表示电容（单位为法拉F），Q表示所储存的电荷量（单位为库仑C），V表示电容器两端的电压（单位为伏特V）。

1. 平板电容器的电容计算平板电容器是最常见的电容器之一，其电容的计算可以通过以下公式进行：C = ε*ε0*A/d其中，C表示电容（单位为法拉F），ε表示介电常数，ε0表示真空中的介电常数（ε0≈8.854 × 10⁻¹²法拉/米），A表示电容器的极板面积（单位为平方米），d表示电容器的极板间距（单位为米）。

2. 球形电容器的电容计算球形电容器的电容计算可以通过以下公式进行：C = 4πε*ε0*r其中，C表示电容（单位为法拉F），ε表示介电常数，ε0表示真空中的介电常数（ε0≈8.854 × 10⁻¹²法拉/米），r表示球形电容器的半径（单位为米）。

3. 圆柱形电容器的电容计算圆柱形电容器的电容计算可以通过以下公式进行：C = 2πε*ε0*L/(ln(b/a))其中，C表示电容（单位为法拉F），ε表示介电常数，ε0表示真空中的介电常数（ε0≈8.854 × 10⁻¹²法拉/米），L表示圆柱形电容器的长度（单位为米），a和b分别表示内圆和外圆的半径（单位为米）。

二、电容器的应用1. 滤波器中的应用电容器在滤波器中常被用来消除电路中的杂散信号或不需要的频率分量。

通过选择合适的电容值和连接方式，可以实现低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等功能，用于筛选特定频率的信号。

人教版高物理ppt《电容器的电容》PPT(完整版)

人教版高物理ppt《电容器的电容》PPT(完整版)

【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理p pt《电 容器的 电容》 PPT（ 完整版 ）推荐 （最新 版本） 推荐
【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理p pt《电 容器的 电容》 PPT（ 完整版 ）推荐 （最新 版本） 推荐
(1)电容器放电的过程就是两极板电荷中和的过程。( √ ) (2)电容大的电容器所带电荷量一定多。( × ) (3)电容的单位有 F、μF、pF,1 F＝103 μF＝106 pF。( × ) (4)电容为 C 的电容器所带电荷量为 Q，若电荷量增大为 2Q，则电容变 为 2C。( × ) (5)电容器所带的电荷量 Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对 值。( √ ) (6)公式 C＝4επrkSd可用来计算任何电容器的电容。( × )
第十章 静电场中的能量
4．电容器的电容
1．知道电容器的组成，认及定义方法，掌握电容的定义、定义式、单位，并 会应用定义式进行简单的计算。
3．了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容 决定式。
4．认识常见电容器，了解它们的特点和优点。
活动 1：水可以用容器储存起来，电荷可以用如图甲、乙所示的电容器 储存，如图乙所示是最简单的一种电容器，根据图乙分析电容器的构造是 怎样的？
提示：空气也是一种介质。电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体 组成。
【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理p pt《电 容器的 电容》 PPT（ 完整版 ）推荐 （最新 版本） 推荐
【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理p pt《电 容器的 电容》 PPT（ 完整版 ）推荐 （最新 版本） 推荐
【名校课堂】获奖PPT-人教版高物理p pt《电 容器的 电容》 PPT（ 完整版 ）推荐 （最新 版本） 推荐
《电容器的电容》 导学案

《电容器的电容》 导学案

《电容器的电容》导学案一、学习目标1、知道什么是电容器及常见的电容器。

2、理解电容的概念及其定义式。

3、了解平行板电容器的电容与哪些因素有关。

二、知识梳理（一）电容器1、定义：两个彼此_____又互相_____的导体就构成一个电容器。

2、充电：使电容器两个极板带上等量_____的过程叫做充电。

充电后两极板间存在_____，电容器储存了_____。

3、放电：使充电后的电容器两极板上的电荷_____的过程叫做放电。

放电过程中，电场能转化为_____。

（二）电容1、定义：电容器所带的_____与两极板间的_____的比值叫做电容器的电容。

2、定义式：＿____。

3、单位：国际单位制中，电容的单位是_____，简称_____，符号是_____。

常用单位还有_____和_____。

4、物理意义：表示电容器_____本领的物理量。

（三）平行板电容器的电容1、平行板电容器的电容与两板的正对面积 S 成_____，与两板间的距离 d 成_____，与两板间电介质的相对介电常数εr 成_____。

2、公式：＿____。

三、重点难点突破（一）对电容器电容的理解1、电容 C 由电容器本身的构造决定，与电容器所带电荷量 Q 和两极板间的电压 U 无关。

2、电容器所带电荷量 Q 是指一个极板所带电荷量的绝对值。

（二）平行板电容器电容的决定因素1、正对面积 S 越大，电容越大。

可以形象地理解为极板的正对面积越大，能够容纳的电荷就越多。

2、板间距离 d 越小，电容越大。

距离越小，极板间的电场相互作用就越强，能够存储的电荷也就越多。

3、电介质的相对介电常数εr 越大，电容越大。

不同的电介质对电场的影响不同，介电常数越大，电容器存储电荷的能力越强。

四、典型例题分析例 1：一个电容器所带电荷量为 Q 时，两极板间的电压为 U，若使其所带电荷量增加 40×10^－7C 时，两极板间的电压增加 20V，则该电容器的电容为多少？解析：根据电容的定义式\（C ＝＼frac{Q}｛U}＼），＼（Q ＝ CU\）＼（（Q ＋ 40×10^－7) ＝ C(U ＋ 20)＼）联立可得：＼（C ＝ 20×10^－8 F\）例 2：平行板电容器两极板间距为 d，极板面积为 S，电容为 C。