《電容器與靜電能》ppt課件(文件)
【正文】 電壓、電場(chǎng)和靜電能的影響 : 保持與電源連接（充電） 充電后與電源斷開 課外習(xí)題： 。 UqC ?27 這些能量存在何處 ？ 四、電場(chǎng)的能量 以平行板電容器為例： UQC ? dS?? EdU ?并且221 CUW ? 2221 dEdS?? SdE 221 ?? VE 221 ??VEW e 221 ??記為： 能量?jī)?chǔ)存在電場(chǎng)中 ① 電場(chǎng)能量密度 單位體積內(nèi)所儲(chǔ)存電場(chǎng)能量： VWw ee ?221 E??ED ??? ?? ew? DE21? ED ?? ?? 21② 電場(chǎng)能量 任何帶電系統(tǒng)的電場(chǎng)中所儲(chǔ)存的總能量為： ??V VEW d221 ?V ?電場(chǎng)占據(jù)的整個(gè)空間體積 對(duì)任意電場(chǎng)成立 QUCUCQW 212121 22???28 例 2. 求一圓柱形電容器的儲(chǔ)能 W=？ 解： 設(shè)電容器極板半徑分別為 R R2 帶電線密度分別為 ? 、 –?， ? ? 則兩極板間的電場(chǎng)為： rEr????02???? V re VEW d21 20 ??rrhV dd ?2?：其中1202ln4 RRhr?????按靜電能的觀點(diǎn)： CQW221?120ln2RRhC r???? hQ ??1202ln4 RRhWr?????結(jié)論： 電場(chǎng)能 = 靜電能 求 C的另一方法： E? ? ?? V VEW d21 2? WQC22??? V VEW d221 ?29 例 ，極板面積為 S，間距為 d， 用電源充電后，兩極板分別帶電為 +Q和 Q。 或 等于將各電荷從彼此分散在無限遠(yuǎn)處移動(dòng)到現(xiàn)有位置過程中，外力作的功。 一、電荷在外電場(chǎng)中的靜電勢(shì)能 為點(diǎn)電荷與產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)源電荷間 靜電相互作用能 。 2011 dSC r ???2022 dSC r ???21111CCC ??dSC r 2011???dSC r 2022???21 CCC ??d r?t重解例 1： 為兩電容器串聯(lián)： td SC ?? 01 ? t SC r 02 ???tdSCrr???10???2111CC ? ???????? ???rttdS ?? 01Stdrr01??? ???20 例 ，兩極板間距為 d、面積為 S，在其間 平行地插入一厚度為 t，相對(duì)介電常數(shù)為 ?r， 面積為 S/2 的 均勻介質(zhì)板。并聯(lián)使用可以提高容量。 d r?t解： 設(shè)極板面密度為 ?、 –? 由高斯定理可得： 空氣隙中 ??D01 ???E介質(zhì)中 ??D02 ???rE ?tEtdEV 21 ??? )(?VqC?? ? ? tdSrrr10??? ????tdSrr???10???dS0? 與 t的位置無關(guān) t ?、 C? t=d d SC r 0???? ?? ?td rrr10??? ???? ?16 例 2. 兩半徑為 R的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，中心間距為 d，且 d??R, 求單位長(zhǎng)度的電容 。 r?12 2) 球形電容器： 兩個(gè)同心的金屬球殼帶有等量異號(hào)電荷 212004 RrR
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