5电介质-1.ppt

即：串联电容器组的总电容的倒数，等于各个电容器电容的倒数之和。 缺点：总电容变小 优点：每个电容器两极板间的电势差，比欲加的总电压小，因此电容器的耐压能力有了提高。 (2) 电容器的并联 接上电源后，每一只电容器两极板的电势差都等于 A、B 两点间的电势差。对各个电容器来说，有 C1 C2 C3 Cn A B + 电源 作为一个整体，电容器组合可资用的电荷是： 等值电容 C 为： 即：并联电容器组的等值电容是各个电容器电容之总和。 优点：总的电容量增加了 缺点：每只电容器两极板间的电势差和单独使用时一样，因而电容器组的耐压能力受到耐压能力最低的那个电容器的限制。 以上是电容器的两种基本连接方法。实际上，还有混合连接法，即串联和并联一起用。 注意 讨论题： 1. 两个同样的平行板电容器1和2，串联后接在电源上，再把电容器2充满相对介电常量为 的均匀介质，试分析两个电容器中的场强的变化情况如何？两个电容器的电势差的变化情况如何？极板上的电荷量的变化？ 分析：电源不变，故AB两点间的电压是不变的： 1 2 B A 对于电容器2，充满电介质后的电容增大了，即 C2 C20 对于电容器1，电容保持不变，即： C1 = C10 q q0 即电容器2充满电介质以后，两个电容器所带的电量增加了。 电容器1的电势差 U1 增大 电容器2的电势差 U2 减小 由于电场强度与电势差成正比，E = U/d，故： 电容器1的场强 E1 增大 电容器2的场强 E2 减小 目的：串联的电容器组的特点。 思考 1 2 B A 前后的 q？U？E？ 分析： 2. 黄铜球浮在相对介电常量为 = 3.0 的油槽中，球的一半浸在油中，球上半在空气中。已知球上净电荷 ，问球的上、下部分各有多少电荷？ 上半球在空气中－孤立导体半球空气电容C1； 下半球浸在油中－孤立导体半球油电容C2， 由于铜球本身是等势体，即：U1 = U2 ，故可以看成是两个电容器的并联。 分析： R 由 可知： 解： 孤立球电容 说明在相同的电压下，有电介质存在的电容器所储存的电荷更多。 目的：孤立导体电容器的相关计算。 讨论 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - 3. 一平行平板电容器充满两层厚度各为 和 的电介质，它们的相对电容率分别为 和 , 极板面积为S。求：(1) 电容器的电容；(2) 当极板上的自由电荷面密度的值为 时，两介质分界面上的极化电荷面密度。 - - - - - - + + + + + + + + + + + + - - - - - - 解：(1) (2) + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + - - - - - - 解二：看为串联 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - d 思考：C 与介质在两板间的位置有关吗？ 无关！ + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - d 问：如何求C ? 并联！ d d 练习：一平行板电容器两极板相距 d，面积 S，其中放一厚度为 t 的介质，相对介电常量为 ，介质两边都是空气。设两极板间电势差为U，略去边缘效应，试求：介质中的电场强度 E，电位移矢量 D和极化强度P。 t U E, D, P 5.5 电容器的能量 开关倒向a，再倒向b时，灯泡发出一次强的闪光 现象： 开关倒向a，电容器充电－两极板带上正负电荷； 开关倒向b，电容器放电－电荷通过灯泡电路中和。 分析： 1. 电容器的充放电现象 K × C B a b 能量 电源 电容器 能量 灯泡 2. 电容器的能量 初始时刻：Q，U 电容器 C 放电过程中的某 t 时刻：q，u 在 dt 时间内因放电而减小的微小电量：－dq 在 dt 这时间内电场力做的元功为： 从原有电量 Q 到