如何利用高斯定理求电容器的电容。
解:
(1)设内球壳带点Q,由高斯定理得: E=Q/(4πε0εrR^2);对上式两边对R从R1积到R2,得电势: U12=Q/(4πε0εrR1^2)-Q/(4πε0εrR2^2);解出Q即可。
(2)电容器的电容C=Q/U12
(3)电容器的储存能量E=1/2C(U12)^2
根据高斯定理,外球壳以外和内球壳以内都电场为零,因为电荷和为零。两球壳中间的电场还是用高斯定律求。E=Q/(介电常数乘以面积)
外球壳内表面因静电感应带-Q的电荷,外表面因接地不带电荷,所以:
内球壳所产电势:Q/4πεR1;
外球壳所产电势为:-Q/4πεR2
扩展资料:
电场强度对任意封闭曲面的通量只取决于该封闭曲面内电荷的代数和,与曲面内电荷的位置分布情况无关,与封闭曲面外的电荷亦无关。在真空的情况下,Σq是包围在封闭曲面内的自由电荷的代数和。当存在介质时,Σq应理解为包围在封闭曲面内的自由电荷和极化电荷的总和。
高斯定理是从库仑定律直接导出的,完全依赖于电荷间作用力的平方反比律。把高斯定理应用于处在静电平衡条件下的金属导体,就得到导体内部无净电荷的结论,因而测定导体内部是否有净电荷是检验库仑定律的重要方法。
参考资料来源:百度百科-高斯定理
高斯定理(也称为高斯法则或高斯面积定理)通常用于计算电场强度。然而,要计算电容器的电容,更常用的方法是通过电容器的几何形状和介质的电容率来计算。以下是一种常见的方法:
了解电容器的几何形状: 电容器可以是平行板电容器、球形电容器、圆柱形电容器等。对于每种形状,有不同的公式来计算电容。
确定电容器的极板间距离(对于平行板电容器): 对于平行板电容器,电容与极板间距离密切相关。较小的间距意味着较大的电容。
了解介质的电容率: 介质的电容率是一个材料的属性,表示其在储存电荷时的能力。不同材料的电容率不同。
代入数值并计算: 将所得的参数值代入相应的电容公式中,进行计算。
通过以上步骤,您可以利用电容器的几何形状和介质的电容率来计算电容。
大学物理,求详细解答过程
(1)在两极间取半径为r(R1<r<R2)的柱面为高斯面,由高斯定理:E(2πrh)=Q\/ε0 解得:E=Q\/2πε0hr (2)两极板间的电势差:U=∫Edr=Q\/2πε0h∫(1\/r)dr 代入积分下限R1、上限R2积分可得:U=(Q\/2πε0h)ln(R2\/R1)所以电容器的电容量:C=Q\/U= ...
请问电容公式C=Es\/4πKd 是如何推导出来的?
C=s\/4πKd 。首先 C=Q\/U 假设电容器内部的电场是E,那么 U=Ed,d是极板的距离 根据高斯定理得到 sigma\/e=E e=1\/4πK sigma是电容器的面电荷密度 那么 Q=sigma×s=Es\/4πK 所以 C=Q\/U=s\/4πKd
电容器的决定式
电容器的电容特性主要由其内部结构和填充的电介质决定。以最常见的平行板电容器为例,当两板分别带有电荷+q和-q时,电场强度E可以通过高斯定理计算,即E=σ\/ε0,其中σ是每单位面积的电荷密度,ε0是真空介电常数。在没有电介质的情况下,电容器的定义式C=q\/U给出了电容,其中U是两板之间的...
平行板电容器电容公式推导
平板电容器由两个彼此靠得很近的平行极板(设为A和B)所组成,两极板的面积均为S,设两极板分别带有+Q,-Q的电荷,于是每块极板的电荷密度为σ=Q\/S 略去极板的边缘效应,板间的电场看成是均匀电场,高斯定理得两板间场强为E=σ\/ε.=Q\/ε.再由U=∫AB E dl =Ed=Qd\/ε.再根据C=Q\/U 得出C=...
电场强度E与电容器的电容量和两极板的距离有何关?
平行板电容器的电场强度是E=4πkσ/s。根据高斯定理,得E=σ/εs,又因为k=1\/4πε,即得E=4πkσ/s。只要你把高斯定理给理解了很容易就能推出来了。公式 平行板电容器的电容量是随两板的相对面积和两板间的距离的变化而变化的。并且与两板间的电介质有关。那么,平行板电容器的电容量...
电容器的决定式
然而,当电介质介入,如同给电容器穿上了一件隐形的防护衣,它会在电场中形成退极化场,使得电场强度E发生改变。这时,极化电荷的面密度q\/S变为P,高斯定理再次发挥作用,新的电场强度E变为E=(σe-P)\/ε₀。引入电位移矢量D,它包含了ε₀E和P的结合,D=ε₀E+P,电介质的...
...其间填充介电常数为c的均匀介质.求此球形电容器的电容.
同心球电容器的电容设为 C1,半径为a的球电容器,且介电常数为c,其电容设为Ca,半径为b的球电容设为Cb,可知Ca 为C1和Cb的串联,即 1\/Ca = 1\/C1 + 1\/Cb,C1 = Ca*Cb\/(Ca-Cb)运用高斯定理,可知半径为r的球电容C(r) = Q\/V = Q\/ Q\/4pi c r = 4 pi c r 所以Ca = 4 ...
电容等于4πkd
电容等于4πkd得出结论的方式如下:1、C=Q\/U,假设电容器内部的电场是E,那么U=Ed,d是极板的距离,根据高斯定理得到sigma\/e=E,e=1\/4πK。2、igma是电容器的面电荷密度,那么Q=sigma×s=Es\/4πK故C=Q\/U=s\/4πKd。
大学物理题
由电荷守恒,外表面极化电荷量:q'=-q=Q(1-1\/εr)介质内外表面的极化电荷面密度:σ=q\/4πR1² σ'=q'\/4πR3²电容器 的电势差:U=-∫R1-->R3 Edr -∫R3-->R2 E1dr= Q\/4πεrε0(1\/R1 -1\/R3) + Q\/4πε0(1\/R3-1\/R2)电容器的电容: C=Q\/U =4π...
圆柱形电容器的电容公式是什么?
设两导体相对的面壁分别带电荷为+Q与-Q;由高斯定理可求得电场强度为:E=k\/2πεr (k同轴圆柱面壁长度上所带电量)U=∫R1_R2 E*dl=∫R1_R2 k*dr\/2πεr =(k\/2πε) *ln(R1\/R2 C=Q\/U=2πεL\/ln(R1\/R2)当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷。电容器的电...