第六章静电场中的导体和电解质精要.pptVIP

总 结 1. 了解电容器的结构、特点、作用、性能参数。 2. 理解电容器的电容。(1) 定义（2)性质（3）击穿 3. 掌握电容器电容的计算步骤，会计算常见电容器的电容， 了解电介质对电容器电容的影响。 4. 掌握电容器的串并联，熟练应用其解决实际问题。 思 考 A B B A 6-5 静电场的能量 能量密度 一　 电容器的电能 + + + + + + + + + - - - - - - - - - + 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 　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 或者： 解 Q -Q （球形电容器） 二 电介质的极化 无极分子：（氢、甲烷、石蜡等） 有极分子：（水、有机玻璃等） 电介质 ? + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - 三 电极化强度 ：极化电荷面密度 ：分子电偶极矩 ：电极化强度 - - - - - + + + + + 极化结果： 极化程度： 四 极化电荷与自由电荷的关系 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + 电极化率 6-3 电位移 有电介质时的高斯定理 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + 电容率 有介质时的高斯定理 电位移通量 电位移矢量 例1 把一块相对电容率?r =3的电介质，放在相距d=1 mm的两平行带电平板之间. 放入之前，两板的电势差是1 000 V . 试求两板间电介质内的电场强度E ，电极化强度P ，板和电介质 的电荷面密度， 电介质内的电位 移D. d + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - U 解 d + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - U ?r =3， d=1 mm， U=1 000 V d + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - U ?r =3， d=1 mm， U=1 000 V 例2 图中是由半径为R1的长直圆柱导体和同轴的半径为R2的薄导体圆筒组成，其间充以相对电容率为?r的电介质. 设直导体和圆筒单位长度上的电荷分别为+?和- ?. 求(1)电介质中的电场强度、电位移和极化强度； (2)电介质内外表面的极化电荷面密度. 解 (1) r (2) r 6-4 电容 电容器 一 孤立导体的电容 定义：孤立导体所带电荷Q与其电势V的比值 . 公式： 单位：法拉（F） 球形孤立导体的电容： 性质：描述导体电学性质的物理量，与导体是否带电无关，仅与导体大小形状有关。 电容器：两彼此绝缘相距很近的导体组成的系统 作用：容纳（或存储）电荷的容器 特点：电容器的两极板通常带等量异号电荷 符号： 二、电容器 电容 + + + + + + - - - - - - ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ++++ ---- ++++ ---- 聚丙烯电容器（450V 20?F) 高压电容器(20kV 5~21?F) 陶瓷电容器 (20000V1000pF) 涤纶电容器 (250V0.47?F) 电解电容器 (160V470 ? F) 电容器的两个重要性能参数：电容和耐压 电容器的电容：表征电容器储存电荷能力的物理量 定义： 单位：法拉（F） 性质：电容的大小仅与电容器自身（导体的形状、相对位置、其间的电介质）有关. 与电量、电压无关. + + + + + + - - - - - - 聚丙烯电容器（450V 20?F) 高压电容器(20kV 5~21?F) 陶瓷电容器 (20000V1000pF) 涤纶电容器 (250V