平行板电容器的电容公式
电容器是高中物理所学习到的知识,也是很多学生始终无法攻克的难点之一。要想学好这部分内容,首先,公式的记忆是必不可少的。
平行板电容器的电容公式
常见的平行板电容器,电容为C=εS/d。
ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离。
【推导过程】
C=Q/U
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=εS/d既平板电容公式也就是C=S/4πkd
平行板电容器的电容大小和什么有关?
1、电容与电荷量和电压有关。
2、电容是指导体上储存电荷的能力,它与导体上的电荷量成正比,与导体上的电压成反比。
当导体上的电荷量增加时,电容也会增加;当导体上的电压增加时,电容会减小。
3、电容的大小也与导体的几何形状和材料特性有关。
对于平行板电容器来说,电容与平行板的面积成正比,与平行板之间的距离成反比;对于球形电容器来说,电容与球的半径成正比。
此外,不同材料的导体具有不同的电容特性,如金属导体的电容较小,而电解质溶液的电容较大。
在高二的物理学习中,电场知识也是不容忽视的部分,在这部分的学习中一定要注意物理公式的运用。除了平行板电容器的电容公式外,以下这些公式也需要牢记:
1、电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}
2、匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}
3、电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}
4、电势与电势差:UAB=A-B,UAB=WAB/q=-EAB/q
5、电势能:EA=qA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),A:A点的电势(V)}
6、电势能的变化EAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}
7、电场力做功与电势能变化EAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
8、电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}