[理學]03-靜電場中的導體-資料下載頁
2025-03-22 02:18本頁面
【正文】 層 金屬板 39。0ddSC???電介質(zhì)的擊穿 能承受的不被擊穿的最大場強叫做 擊穿場強 通常在電容器中充滿電介質(zhì)，既增大了電容值，又提高了耐壓能力。 電介質(zhì)的絕緣性能遭到破壞，稱為 擊穿。 18 靜電場的能量 能量密度 對比電容器與彈簧 彈力 F 形變 x 勁度 k F=kx 彈性能 電荷 Q 電勢差 U 電容 C Q=CU 靜電能 221 kx2CU21 帶電電容器所存儲的靜電能 QU21C2QCU21W22e ???證明： 電容器充電時 ,某時刻極板帶電 q(t)，板間電勢差： CtqU )(?dq再移動 ， 外力作功： Cqdq)uu(dqdW ???????A B + + + dq +q q ?外力作功轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萜鞯撵o電能。 dSC r?? 0?以 平行板電容器 為例 ： 電場的能量、能量密度 繼續(xù)移動電荷，直到 極板帶電為 Q，外力作的總功為： CQ21dqCqdWW 2Q0??? ??能量存在于 電場 之中。 電容器 儲能： VEVESdEEddSCUWrrre2222)(222020202????????????結(jié)果討論： 電容器所具有的能量與極板間電場 有關， 所以能量與電場存在的空間有關， 電場攜帶了能量。 E?定義： 2e E21w ??電場能量密度 : 它雖然是從電容器間有均勻場而來但有其 普遍性。 電場的能量 : ??電場空間dVE21W 2e ?例 1： 求半徑為 R， 帶電量為 Q的均勻帶電球體的靜電能。 解： 2030 r4QER4QrE????＝＝ 外內(nèi) drr4E21drr4E21W 220R220R0???? 外內(nèi) ?? ???R r dr 例 2: 比較尺寸相同的均勻帶電球體和均勻帶電導體球的靜電能的大小。 思路： 由于在球外它們的電場相同，而在導體球內(nèi)的電場強度為零，所以導體球的靜電能小些。 例： 如圖 , 球形電容器的內(nèi)外半徑分別R1和 R2,所帶電荷為 +Q、 Q,在兩球殼間充以電容率為 ? 的電介質(zhì) ,問此電容器存儲的電場能量為多少 ? 24 rQE???球殼內(nèi)電場能量密度 ： 解 :球殼間場強 : 42223221rQEe ???? ??R2 R1 r dr 取體積元 ： dV=4?r2dr 電場的能量 : 1221221222421)11(8821RRRRQRRQrdrQdVWRRee?????? ?????????球形電容器 ： C=4?? R1R2 /(R2R1) 方法二、 We=Q2/2C 計算電場能的步驟： 。E221 Ewe ?? VEVwWVVe d21d 2?????? ?? ? (1)用電容器儲能公式計算 (2)用電場能量密度方法計算 電場能量的計算方法總結(jié)
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