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時(shí)間 : 2024-11-19
電容器是一種能夠儲(chǔ)藏電荷的元件,也是最常用的電子元件之一。在電子產(chǎn)品中無(wú)所不用到,現(xiàn)在讓我們來(lái)了解電容公式及如何求出電容的解。
電容公式 電容求法
1、孤立導(dǎo)體的電容
一導(dǎo)體周?chē)鸁o(wú)其他導(dǎo)體、電介質(zhì)、帶電體時(shí),該導(dǎo)體稱(chēng)為孤立導(dǎo)體。
孤立導(dǎo)體的電容定義為:C=Q/U
電容的單位:法拉 1F=1C/1V
如:半徑為R,帶電量為Q的球形導(dǎo)體的電容為:C=Q/U=4ΠE0R
孤立導(dǎo)體的電容與Q、U無(wú)關(guān),只決定于導(dǎo)體本身性質(zhì)(形狀、大小等)和周?chē)橘|(zhì)的分布情況。
2、電容器的電容
帶等量異號(hào)電荷的兩個(gè)導(dǎo)體(稱(chēng)為極板)組成的系統(tǒng)稱(chēng)為電容器。
電容器的電容定義為:C=Q/(UA-UB)
? 當(dāng)兩極板之一移到無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí),C=Q/U即為孤立導(dǎo)體的電容。
? C取決于電容器的結(jié)構(gòu)及周?chē)娊橘|(zhì)的電學(xué)性質(zhì)。
注:當(dāng)電量Q一定時(shí),孤立導(dǎo)體或電容器的電容C決定于導(dǎo)體電勢(shì)或極板間電勢(shì)差。當(dāng)周?chē)姾煞植蓟螂娊橘|(zhì)分布發(fā)生變化時(shí),電容C也發(fā)生變化。但當(dāng)電容器一極板包圍另一極板或兩平行極板相距很近時(shí),電場(chǎng)將只分布在兩極板之間且不受周?chē)闆r的影響,使極板間電勢(shì)差保持穩(wěn)定。此時(shí),電容器的電容只決定于其本身的結(jié)構(gòu)。
以下討論幾種形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)的電容器的電容。
3、平行板電容器
平行板電容器的兩極板由兩塊靠得很近的平行導(dǎo)體板組成。
當(dāng)兩極板間的距離遠(yuǎn)小于極板的線度時(shí),極板間電場(chǎng)可近似看作勻強(qiáng)電場(chǎng)。
此時(shí):UA-UB=Ed=(Q/E0S)*d
所以:C=Q/(UA-UB)=E0S/d
4、電容器的串聯(lián)大和并聯(lián)大
(1) 電容器的串聯(lián):
設(shè)有電容量分別為C1、C2、…、Cn的n個(gè)電容器串聯(lián)組成等值電容量為C的電容器。
由電荷守恒定律,各串聯(lián)電容器和等效電容器極板上電量的絕對(duì)值相等:
q1=q2...=qn=q
而等效電容器兩極板間的電壓等于各串聯(lián)電容器上電壓之和:
U1+U2+...+Un=U
由以上兩式得等值電容的倒數(shù)等于各串聯(lián)電容器電容的倒數(shù)之和:
1/C=U/q=1/C1+1/C2+...+1/Cn
而各串聯(lián)電容器上的電壓與各電容器的電容成反比:
U1:U2:...Un=1/C1:1/C2:...:1/Cn
尤其對(duì)兩個(gè)電容器串聯(lián)的情況:
C=C1C2/(C1+C2), U1=C2/(C1+C2)*U, U2=C2/(C1+C2)*U
由以上討論可見(jiàn):電容器串聯(lián)時(shí),等值電容變小,但耐壓增大。
(2) 電容器的并聯(lián):
設(shè)有電容量分別為C1、C2、…、Cn的n個(gè)電容器并聯(lián)組成等值電容量為C的電容器。
由電荷守恒定律,各并聯(lián)電容器極板上的電量之和等于等效電容器極板上的電量:
q1+q2+...+qn=q
而各并聯(lián)電容器極板上的電壓與等效電容器極板上的電壓相等:
U1=U2=...=Un=U
由以上兩式,得等值電容等于各并聯(lián)電容器電容之和:
C=q/U=C1+C2+...+Cn
而各并聯(lián)電容器極板上的電量與各電容器的電容量成正比:
q1:q2:...qn=C1:C2:...:Cn
尤其當(dāng)兩個(gè)電容器并聯(lián)時(shí):
C=C1+C2, q1=C1/(C1+C2)*q, q2=C2/(C1+C2)*q
可見(jiàn):電容器并聯(lián)時(shí),等值電容變大,而耐壓與耐壓值最小的電容器相等。
以上介紹的多種電容公式對(duì)電容的求法,你可以好好消化下?,F(xiàn)在對(duì)電容的認(rèn)識(shí)更深了吧。更多請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注土巴兔裝修網(wǎng)。
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