6-(4-5)电容 电容器 静电场的能量和能量密度.ppt

§6.4 电容和电容器,一. 孤立导体的电容,导体具有储存电荷的本领,电容：孤立导体所带电荷量q与其电势V 的比值单位：法拉（F= C·V-1 ）,2,例 球形孤立导体的电容,,,,地球,孤立导体的电容仅取决于导体的几何形状和大小，与导体是否带电无关二.电容器,电容器：,一种储存电能的元件由电介质隔开的两块任意形状导体组合而成两导体称为电容器的极板按形状：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 特点：非孤立导体，由两极板组成,1 .电容器的分类,4,2.电容器的电容,电容器的电容为电容器一块极板所带电荷Q与两极板电势差 的比值 .,5,电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关，与所带电荷量无关.,注意,6,3 电容器电容的计算,（1）设两极板分别带电Q,步骤,（4）由C=Q/U求C,（2）求两极板间的电场强度,（3）求两极板间的电势差U,7,例1 平行平板电容器,解,：相对电容率,8,由高斯定理计算得：,例2 圆柱形电容器,解,圆柱形电容器是由半径分别为R1和R2的同轴圆柱导体面所构成，且圆柱体的长度 比半径R2大的多。

两圆柱面之间充满相对电容率为 的电介质，求电容设内、外圆柱面带电量分别为+Q和-Q，则单位长度上的电荷为,9,圆柱形电容器,,,,,,,,,,,10,平行板电容器电容,,,,,,,,,,,两圆柱体面间的间隙为d, 当,11,,,,,,,例3　球形电容器的电容,设内外球带分别带电Q,,解,12,孤立导体球电容,13,,,,,,,,设两金属线的电荷线密度为,例4 两半径为R的平行长直导线，中心间距为d，且dR, 求单位长度的电容.,解,,,,,,,14,15,三 电容器的并联和串联,1 电容器的并联,2 电容器的串联,1、电容器的电能,这个结论对所有电容器都成立在给电容器充电时，电源要克服电场力做功，把电荷从一个极板移到另一个极板电源做的功就变成了静电能而储存在电容器之中了§6-5　电场的能量,17,,,,,+ + + + + + + + +,- - - - - - - - -,,,,,,,18,二 静电场的能量 　能量密度,电场空间所存储的能量,电场能量密度,19,例1 如图所示,球形电容器的内、外半径分别为R1和R2 ，所带电荷为Q．若在两球壳间充以电容率为 的电介质，问此电容器贮存的电场能量为多少？,,,,,,Q,-Q,,,,,,Q,-Q,解：,由高斯定律可得电场强度为,能量密度为,半径为r,厚度为dr的球壳储存的电场能为,21,（球形电容器）,讨 论,（1）,（2）,（孤立导体球）,,,,,,。