9-2电容器
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§9-2 电磁场的能量、动量和角动量在第六章中,我们已学过真空中电磁场的能量、动量,对静止各向同性介质中的电磁场,场的能量密度,能流密度(又称坡印适磁量)w S r ,动量密度g r ,角动量密度表达式如下:l r H B E D w r r r r ⋅+⋅=2121, (9-2-1) H E S r r r ×=, (9-2-2)B D g r r r ×=, (9-2-3)g r l r r r ×=。
(9-2-4)于是,体积V 中电磁场的总能量、总动量和总角动量分另为如下体积分:∫∫∫=V WdV W r , ∫∫∫=V dV g G r r , ∫∫∫=V dV l L r r (9-2-5)能量守恒定律的表达式为:)(n W W dt d A d S +−=⋅∫∫r r (9-2-6) 上式中为积分的面元,是非电磁的总能量。
可将上式与电荷守恒定律比较,以便加深理解。
A d r n W r 为加深对电磁场角动量的理解,我们可以作一个简单的实验,如图9-2-1,图9-2-1 轴向均匀磁场中的圆柱电容器一圆柱形介质电容器,长度为l ,充满介电常数为ε的均匀各向同性介质,内力争上游半径为,绕轴的转动惯量为I ,板极充电荷为21,r r Q ±,置于一均匀磁场B r 中,当电容器放电后,电容器便绕轴旋转,其角速度为ω□ωC 的大小可通过电磁场的角动量计算如下:略去边缘效应,电容器中:∫∫=⋅S Q S d E 0εr r得 02επ⋅⋅=l r Q E , r rl Q E D ˆ20πεεε==r r ϕπε)r r r rl QB B D g 2−=×=, Z rlQB g r l )r r r πε2−=×=, 于是电容器内电磁场的总角动量为Z r r QB Z l r r l QB dV l L V))r v )(21)(221222122−−=⋅−−==∫∫∫επππε 放电后,电容器内0=E r □。
题新课端,VD导通,它呈现的正向压降很小,相当于开关的接通状态。
端,VD截止,它呈现的反向电阻很大,相当于开关的断开状态。
当二极管的正向电阻和反相电阻有很大差别时,二极管即可作为开关使用。
二极管开关的应用限幅电路又称削波电路。
削波就是指将输入波形中不需要的部分去掉。
)串联型上限幅电路电路及限幅波形如图所示。
② 工作过程1v ≥G V →VD 截止→I O v v = 1v < G V →VD 导通→G O V v =它是限幅电平为G V 的下限幅度电路,又因二极管与负载电阻并联,所以电路全称为“限幅电平为G V 的并联型下限幅电路”。
(3)结论串联型限幅电路是利用二极管截止起限幅作用;而并联限幅电路是利用二极管导通起限幅作用。
2.钳位电路 (1)电路组成把输入信号的底部或顶部钳制在规定电平上的电路称为钳位电路。
顶部电位在零电平的钳位电路如图所示。
(1)三极管的饱和条件条件:基极电流足够大,即BS B I I >>。
BS I 为临界饱和基极电流。
也可表示为:B I ≥cCCBS R V I β=(2)特点三极管处于饱和导通状态相当于开关的接通状态。
2.截止条件及其特点 (1)三极管的截止条件为输入为低电位时,即V 0I =v 时,三极管V 截止,输出为高电位,输入为高电位时,即V 3I =v 时,三极管V 饱和导通,输出为低电位,1R 的两端并联一个适量的电容器S C ,就可达到提高开关速度的V新课 当决定一件事情的几个条件完全具备之后,这件事情才能发生,否则不发生。
能实现与逻辑功能的电路称为与门电路。
两输入端均为高电平时,二极管1VD 、2VD 导通,两输入端均为低电平,或有一个输入端为低电平时,与低电平相连接的二0 V )。
出1 出0Y = A ·B当决定一件事情的几个条件中,只要有一个条件得到满足,这件事情就会发生。
两输入端均为低电平时,二极管1VD 、2VD 截止,两输入端有一个输入端为高电平,或全为高电平时,与高电平相连接的二就高电平(3 V )。