一、电容器
1.结构:两个相互靠近和绝缘的导体形成电容器。这对导体被称为电容器的两个极板。
2.类型:电容器可分为固定电容器和可变电容器,包括半可变电容器。
(1)固定电容器的电容是固定的,其性能和用途与两极板之间的介质有关。常用的介质有云母、陶瓷、金属氧化膜、纸介质、铝电解质等。
(2)电解电容器可分为正负极,使用时不得将极性反转或连接到交流电路,否则会击穿电解电容器。
(3)电容量在一定范围内可调的电容器称为可变电容器。半可变电容器又称微调电容器。
3.功能:电容器是储存和容纳电荷的装置,也是储存电场能量的装置。储存在电容器每个极板上的电荷称为电容器的电荷。
(1)将电容器两极板连接到电源的正负极上,使电容器两极板分别带上等量异种电荷,称为电容器充电过程。
(2)电容器充电后,间有电场和电压。
(3)电容器两极板用导线连接,两极板正负电荷中和,电容器失去电荷,称为电容器放电过程。
4.平行板电容器:由两个相互平行、非常接近、绝缘的金属板组成的电容器称为平行板电容器。这是最简单的电容器之一。 4-2 给出平行板电容器的示意图。
二、电容
1.电容 C:如图 4-2 所示,当电容器极板上的电荷量 Q 当两极板之间的电压增加或减小时, U 但也会增加或减少,但也会增加或减少, Q 与 U 不同电容器的比值是恒量,Q / U 的值不同。
电容器带来的电荷与两极板之间的电压称为电容器
电容反映了电容器储存电荷的能力,它只与电容器本身的性质、电容器带来的电荷和电容器两极板之间的电压有关。
2.单位:电容单位有F (法)、 ?F (微法)、 pF (皮法),它们之间的关系是1 F = 10 6 ?F = 10 12 pF
三、平行板电容器电容
图 4-2 平行板电容器电容 C ,与介电常数 ? 与两极板正对面积成正比 S 与极板之间的距离d成正比,即
介电常数为介电常数 ? 由介质的性质决定,单位是 F/m。真空介电常数为:
介电常数介质 ? 与真空介电常数 ?0 比例称为介质的相对介电常数 ? r 表示,即:
表 4-2 相对介电常数给出了几种常用介质。
四、说明
1.电容器是电容器的固有特性。它只与两极板的正对面积、板间距和极板间的介质有关,与电容器是否充电和充电无关。
2.电容存在于任何两个导体之间。
3.电容器有耐压值,当电容器两极板之间的电压大于额定电压时,电容器就会被击穿。
【例 4-1 6.8 ?F 接收电动势的电容器 1000 V 在直流电源上,充电后,要求电容器极板上的电荷。
有一个真空电容器,它的电容器是 8.2 ?F,两极板之间的距离增加一倍后,充满云母介质,求云母电容器的电容。
解:查表 4-2 云母的相对介电常数可见 ? r = 7.真空电容器的电容是云母电容器,比较两式可得。
本课讲了关于电容器的知识,本章不做重点调查,只要了解电容器的作用就好!