大学物理,静电场中的导体和电介质8-2 电容和电容器

1、孤立(gl)导体：附近没有其它导体和带电体。 理论(lln)和实验表明，孤立导体的电势U与其所带的电量Q成正比。孤立导体的电容：物理意义：使导体每升高单位电势所需的电量。一、孤立导体的电容（Capacity）单位 +8.2.1 电容1共十三页例如：求真空中(kngzhng)孤立的导体球的电容。 地球(dqi)：仅与球的半径有关。真空中孤立导体的电容只与导体的几何形状和大小有关，与导体是否带电无关。电容反映了孤立导体贮存电荷的能力。2共十三页 由于静电感应，A的电势会随着周围其它导体、带电体的分布(fnb)变化。若在A的周围加一接地(jid)屏蔽层B，则AB间的电势差与外界无关。这样的导体组称为

2、电容器。二、电容器（Capacitor）的电容通常，由彼此绝缘、相距很近的两导体构成电容器。使两导体极板带电3共十三页 电容器的电容大小不仅取决于两导体的形状、大小、相对位置，还与两极板之间填充(tinchng)的电介质有关，与所带电量无关。极板(j bn)极板+ Q- Q电容器的电容：两导体极板的电势差4共十三页 实验表明：在电容器的两极(lingj)板间填充电介质时，电容器的电容将增大。 假设两极板之间充满某种均匀电介质，则其电容C是真空时的电容C0的 倍，即：在真空中：除真空外，各种电介质的 的值都大于1。 称为电介质的相对电容率，它是表征电介质本身特性的物理量。5共十三页3、电容(di

3、nrng)器电容(dinrng)的计算 在实际应用(yngyng)中，常见的电容器有： 平行板电容器、球形电容器和圆柱形电容器。1）设电容器两极板分别带电荷 ；4）由电容器电容的定义式 求出 C。3）通过场强，计算两极板间的电势差 ；步骤：2）求出两极板间的场强分布 ；6共十三页1、平板(pngbn)电容器（2）两带电平板(pngbn)间的电场强度（1）设两导体板分别带电（3）两带电平板间的电势差（4）平板电容器的电容7共十三页（5）如果在两极板间充满相对电容率为 的电介质时，则其电容为：（4）平板(pngbn)电容器的电容称为(chn wi)电容率。8共十三页 例1 平行平板电容器的极板是边

4、长为 的正方形，两板之间的距离 。如两极板的电势差为 ，要使极板上储存 的电荷，边长 应取多大才行。解：9共十三页2、圆柱形电容器（3） （2）（4）电容(dinrng)+-（1）设两导体圆柱面单位长度上分别带电 圆柱形电容器是由半径分别为 RA 和 RB 的两同轴圆柱(yunzh)导体面 A 和 B 组成，圆柱长度 l RB。10共十三页3、球形电容器的电容 球形电容器是由半径分别为 和 的两同心金属球壳所组成。解设内球带正电（），外球带负电（）。孤立导体(dot)球的电容。11共十三页例：平行(pngxng)板电容器，已知 S、d，插入厚度为 t 的铜板。求： C 。解：设A、B带电(di din)分别为 Q由高斯定理知场强分布铜板内间隙内12共十三页内容摘要孤立导体：附近(fjn)没有其它导体和带电体。孤立导体：附近(fjn)没有其它导体和带电体。理论和实验表明，孤立导体的电势U与其所带的电量Q成正比。例如：求真空中孤立的导体球的电容。真空中孤立导体的电容只与导体的几何形状和大小有关，与导体是否带电无关。由于静电感应，A的电势会随着周围其它导体、带电体的分布变化。若在A的周围加一接地屏蔽层B，则AB间的电势差与外界无关。电容器的电容大小不仅取决于两导体的形状、大小、相对位置，还与两极板之间填充的电介质有关，与所带电量无