定义电容
- 电容器是用于在电子电路中存储能量的电气设备,通常用于在电源故障时备用释放能量
- 它们的形式可以是:
- 孤立球形导体
- 平行板
- 电容器用它们的值标记电容。这被定义为:
每单位电位差储存的电荷
- 电容越大,电容器中储存的能量就越大
- 平行板电容器由两块导电金属板连接到电压电源组成
- 电压电源的负极将电子推到一个极板上,使其带负电
- 电子被相反的平板排斥,使它带正电
- 通常有一个介质在板之间,这是为了确保电荷不自由流动之间的板
平行极板电容器由两块导电极板组成,每个极板上都有相反的电荷
考试技巧
由电容器储存的“电荷”是指储存的电荷的大小在每个极板中都有平行的极板或电容器在球形导体的表面电容器本身不存储电荷。
计算电容
- 电容器的电容由以下公式定义:
- 地点:
- C =电容(F)
- Q =电荷(C)
- V =潜在的差异(V)
- 它是用单位来衡量的法拉(F)
- 实际上,1f是一个非常大的单元
- 电容通常以微法拉(μF)、纳米法拉(nF)或皮法拉(pF)数量级来表示。
- 如果电容器是由平行板, Q是极板上的电荷,V是电容上的电位差
- 电荷Q是不电容器本身的电荷,就是储存的电荷在盘子或者球形导体
- 这个电容方程表明,一个物体的电容是电荷与物体电势之比
球形导体的电容
- 一个带电球体的电容是由球体表面每单位电势的电荷来定义的
- 潜在的V是由孤立的势能定义的点电荷(因为球形导体表面的电荷可以被认为是其中心的点电荷):
- 将其代入电容方程即为电容C球面的值由以下表达式给出:
C = 4πε0r
工作的例子
平行板电容器的电容为1nf,并连接到0.3 kV的电压电源。计算盘子上的电荷。
步骤1:写下已知的量
电容,C = 1nf = 1 × 109F
电位差,V = 0.3 kV = 0.3 × 103.V
步骤2:写出电容的方程
步骤3:重新排列电荷Q
Q = CV
步骤4:代入值
Q = (1 × 109) × (0.3 × 103.) = 3 × 107C = 300 nC
考试技巧
字母“C”既用作电容的符号,也用作电荷的单位(库仑)。注意不要把两者混淆了!