㈠ 關於電容問題
電容(Capacitor)是第二種最常用的元件。電容的主要物理特徵是儲存電荷。由於電荷的儲存意味著能的儲存,因此也可說電容器是一個儲能元件,確切的說是儲存電能。兩個平行的金屬板即構成一個電容器。電容也有多種多樣,它包括固定電容,可變電容,電解電容,瓷片電容,雲母電容,滌綸電容,鉭電容等,其中鉭電容特別穩定。電容有固定電容和可變電容之分。固定電容在電路中常常用來做為耦合,濾波,積分,微分,與電阻一起構成RC充放電電路,與電感一起構成LC振盪電路等。可變電容由於其容量在一定范圍內可以任意改變,所以當它和電感一起構成LC迴路時,迴路的諧振頻率就會隨著可變電容器容量的變化而變化。一般接受機電路就是利用這樣一個原理來改變接收機的接收頻率的。
所謂電容,就是容納和釋放電荷的電子元器件。電容的基本工作原理就是充電放電,
當然還有整流、振盪以及其它的作用。另外電容的結構非常簡單,主要由兩塊正負電極和
夾在中間的絕緣介質組成,所以電容類型主要是由電極和絕緣介質決定的。電容的用途非常多,主要有如下幾種:
1.隔直流:作用是阻止直流通過而讓交流通過。
2.旁路(去耦):為交流電路中某些並聯的元件提供低阻抗通路。
3.耦合:作為兩個電路之間的連接,允許交流信號通過並傳輸到下一級電路
4.濾波:這個對DIY而言很重要,顯卡上的電容基本都是這個作用。
5.溫度補償:針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響,而進行補償,改善電路的穩定性。
6.計時:電容器與電阻器配合使用,確定電路的時間常數。
7.調諧:對與頻率相關的電路進行系統調諧,比如手機、收音機、電視機。
8.整流:在預定的時間開或者關半閉導體開關元件。
9.儲能:儲存電能,用於必須要的時候釋放。例如相機閃光燈,加熱設備等等。(如今某些電容的儲能水平已經接近鋰電池的水準,一個電容儲存的電能可以供一個手機使用一天。
㈡ 電場能量問題:電容充電的能量損失
問題的根源在於:
一是電荷在遷移過程中,克服導線的電阻使電場能轉化成熱能;
二是由於電荷的遷移使兩電容間的電壓在不斷下降,因此整個過程電路中的電流按指數規律減少,根據麥克斯韋的電磁場理論,變化的電場能產生變化的磁場;變化的磁場能產生變化的電場;即產生了電磁波向外輻射能量。
這就是能量減少的原因。
試想:C1向C2充電過程中,沒有電場力做功(能量發生損耗),C2上是不能建立起電壓的。
雖然在所提問題中沒有涉及到電阻問題,但沒有電阻的因素這個向C2的充電不能完成的:初始C1上有1000V的電壓,C2上為零初始狀態,若等效的串聯電阻為零,則充電電流將為沖激電流,導致C2上瞬間出現電壓躍變,這和電容電壓不能躍變相矛盾。
有篇文章是專門討論這個問題的,可以參考一下:
電容間電荷轉移前後能量守恆問題的探討--《技術物理教學》2006年03期
㈢ 大學物理電容問題
大學物理中的電容問題一般都涉及到微分方程,這題高中生就能完成,關鍵是把電容的定義式寫出來,電容的大小和兩板間距離、兩板的正對面積及介電常數有關,電場強度就是電壓和兩板間距離的比值,要知道怎麼變化,只要建立一個數學模型,把各種數值代入,就能很明顯得看到。
㈣ 物理初學電場。關於電容器的問題,高手來啊!
先分析第2個:
開關閉合前F=qE=G(油滴重力)
這是平行板件距離增大:由公式 平行板電容器的電容C=εS/4πkd
電容C=Q/U 勻強電場的場強E=U/d
可以得到E=4πkQ/εS 因為沒有打開開關所以 電荷量Q不會變化,所以最上面的式子依然成立 所以有地位之不動。
先分析第1個:
開關閉合後,但是沒有改變平行板距離時 F=qE=G(油滴重力)
這是平行板件距離增大,此時因為與電源相連所以U始終不變 此時可以直接根據強電場的場強E=U/d 得到d增大E減小 因此F=qE<G(油滴重力)
所以油滴下落。
不知道我的回答你是否滿意,如果不會刻意留言。
㈤ 關於電容的問題:電容是指容納電場的能力,這是什麼意思
電容是指容納電荷的能力,表現為容納越多電荷同時如果產生電壓越低電勢差越小,說明這個電容越大。
這句話的意思我認為:電場的產生需要電荷,那麼物體就需要容納電荷,就一定有電容。靜電場的場強受到電荷及距離的影響,因此反過來知道距離帶電體多遠的某點場強也就能計算出物體的帶電情況。
容納電荷就是能夠容納電場,電場是電荷產生的。
㈥ 根據電場如何計算電容,並舉例
電磁場中計算電感和電容的方法
劉紅
麥克斯韋方程組:
前兩個分別為電路和磁路的KCL,後兩個分別為電路和磁路的KVL。在本文中,第一個方程用來計算電容,第二個方程用來計算磁通,第三個方程用來計算電壓,第四個方程用來計算電感。
1、單根導線的自感
圖 1 單根導線
假設導體所通的電流為,該電流將在導體內部和導體外部產生磁鏈。在離導線處的磁力線所包圍的電流為:
(1)
根據安培環路定律,在離導線處的磁場強度為:
(2)
單位長度導線產生的磁鏈為:
(3)
其中為真空中的磁導率(導線內部一般是銅或鋁,導線外部一般是空氣,這些材料磁導率接近真空中的磁導率,若為其他材料,應取相應的磁導率)。因此單位長度的自感為:
(4)
其中第一項為內自感,第二項為外自感。顯然,單根導線單位長度的自感是無窮大。
2、單相導線的自感
圖 2 單相導線
如圖2,兩段單位長度的導線相距為。一般設較大,可忽略導線的內自感。根據安培環路定律,在離導線處的磁場強度為:
(5)
兩段單位長度導線產生的磁鏈為:
(6)
因此單位長度的自感為:
(7)
可看出,導線間距越大,自感越大,導線越細,自感也越大。
3、單根導線的電容
圖 3 單根導線
設單根導線單位長度內的電荷量為。由電場通量定理可知,在離導線處的電通密度為:
(8)
電場強度為:
(9)
其中為真空中的介電常數(若導線間不是真空,則取相應的介電常數)。
導體表面至無窮遠處的電勢差為:
(10)
則單位長度的電容為:
(11)
因此單根導線的單位長度電容為0。.
4、導線間的電容
圖 4 單相導線
兩根導線間的電勢差為:
(12)
導線間單位長度的電容為:
(13)
可看出,導線間距越大,電容越小,導線越細,電容也越小。
5、電磁波速
設圖4所示的導體里單位長度內的電荷量為,且電荷以速度運動。對於左側導線中的電荷,一方面,由於處在右側導線中電荷產生的磁場中,因此要受到磁場力的作用,且:
(14)
另一方面,由於處在右側導線中電荷產生的電場中,因此要受到電場力的作用,且:
(15)
電場力和磁場力的作用方向相反,大小應相等。即可得:
(16)
這就是導體中電荷移動的速度,即電磁波速。將(7)和(13)式代入,可得真空中的電磁波速為:
(17)
6、線圈電感
圖 5 線圈
(18)
其中為鐵芯截面積,為鐵芯長度,為鐵的磁導率,為線圈匝數。
7、變壓器
圖 6 變壓器
由磁場通量定理可知兩側磁通一樣,故:
(19)
由電磁感應定律可知:
(20)
自感:
(21)
互感:
(22)
㈦ 關於電容的一些問題
電容量是表示每加1V電壓可儲存的電量Q,你的電容是4700微法的,加12V電壓Q=4700*12(庫侖)5個電容串聯起來就是再*5,這就是你5個電容所儲存的電量。關於放電電壓,因為電容在放電的過程電壓是要下降的,最初的放電電壓就是12*5,每放一部分電量,電壓就會下降一部分,這個問題問的不太恰當。先串起來再充電,那要看你的充電電壓是多少,如果想讓每個電容都有12V的電壓,那你的充電電壓就得60V,如果你想把電容充滿就得16*5(V)的電壓,電量你可以計算一下。關於放電電流,那要看短路阻抗有多大,絕對的短路很難做到,也就是短路阻抗為0,實際上阻抗是不可避免的,要計算一下了才知道。I=U/R,電池和蓄電池是一樣的,只不過容量不同而已,只能說充電時間不一樣,只要電壓一樣,電容充電後儲存的電量是一樣的。想要避免火花,我不清楚你是想做什麼,是想測試放電電流嗎,沒什麼意義,要串聯電阻,不然,會把你的設備搞壞的,因為電容在短路時放電電流是很大的,上幾百安都 有可能 ,如果你真的想試的話,就用晶閘管。
㈧ 電容器的問題
你的理解是有偏差的。
電源供直流電後,電容兩個極板間會產生電場,電能此時會以電場能的形式儲存在電容里。而交流電的方向和大小是有周期性變化的,這個頻率也就是電容充放電的頻率,而充放電的過程中,電流是方向變化的,這種「動態」的變化,也就是電容通交流的原因。
在通交流電時,電容進行充放電,所以,兩端的電壓變化幅度沒有交流電那麼大,而且,因為電容充放電存在一定的時間常數,所以,電容的自身電壓與出入的電壓要進行不斷的抵消或是疊加的。
我不知道這樣說你能不能明白,這些內容是高中二年級物理的知識,涵蓋了電場、電容、正弦交流電的內容……
㈨ 關於電容器靜電場的問題,高中范圍內
1.帶+Q 因為 開關被斷開 上面的正電荷積累
2.電場做功會導致物體電勢降低. 電場並未變化. 但物體的勢能降低了.
因為在這里並不考慮物體對電場的反作用,多數情況下認為一個電場是恆定的.
當然,如果考慮物體對電荷的反作用,比如+Q---- -Q 系統, +Q對-Q做正功,-Q同樣要對+Q做功,整個場的情況就完全變化了.
但是在一般的高中習題中,並不考慮物體對E的反作用,也就是說,E是恆定的,與物體無關的.物體受到F=EQ的作用而移動做功,只是物體本身和場源的位置關系發生了變化,而並非電場發生了變化.
㈩ 高中物理電容問題
我就不幫你做出來了。只說一下這題目怎麼做。
題干指明:該電容器和一恆定的(注意是恆定的)直流電壓源(直流也是有說法的,說明極性不變)(恆定電壓源說明電壓不變)連接(連接,怎麼說呢,不同於斷開,斷開電荷得不到補充了,不知道你能不能理解我最終想表達意思。)。
這就說明了以下幾點:
小球接觸極板時,電容得到了電荷的補充(來自電壓源),而且電壓時沒有變的,小球離開時電容器的狀態和沒有碰撞前是一致的。如果你明白了這些,我想你的疑問就沒有了。
解題通過能量入手,結合電容器的知識不難解決。
做物理題多想想是好的,但不要瞎想。