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电场电容问题及解决方法

发布时间:2022-05-10 04:35:54

㈠ 关于电容问题

电容(Capacitor)是第二种最常用的元件。电容的主要物理特征是储存电荷。由于电荷的储存意味着能的储存,因此也可说电容器是一个储能元件,确切的说是储存电能。两个平行的金属板即构成一个电容器。电容也有多种多样,它包括固定电容,可变电容,电解电容,瓷片电容,云母电容,涤纶电容,钽电容等,其中钽电容特别稳定。电容有固定电容和可变电容之分。固定电容在电路中常常用来做为耦合,滤波,积分,微分,与电阻一起构成RC充放电电路,与电感一起构成LC振荡电路等。可变电容由于其容量在一定范围内可以任意改变,所以当它和电感一起构成LC回路时,回路的谐振频率就会随着可变电容器容量的变化而变化。一般接受机电路就是利用这样一个原理来改变接收机的接收频率的。

所谓电容,就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电,
当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单,主要由两块正负电极和
夹在中间的绝缘介质组成,所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。电容的用途非常多,主要有如下几种:

1.隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。

2.旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。

3.耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路

4.滤波:这个对DIY而言很重要,显卡上的电容基本都是这个作用。

5.温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的稳定性。

6.计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。

7.调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。

8.整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。

9.储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。(如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准,一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天。

㈡ 电场能量问题:电容充电的能量损失

问题的根源在于:
一是电荷在迁移过程中,克服导线的电阻使电场能转化成热能;
二是由于电荷的迁移使两电容间的电压在不断下降,因此整个过程电路中的电流按指数规律减少,根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场能产生变化的磁场;变化的磁场能产生变化的电场;即产生了电磁波向外辐射能量。
这就是能量减少的原因。
试想:C1向C2充电过程中,没有电场力做功(能量发生损耗),C2上是不能建立起电压的。
虽然在所提问题中没有涉及到电阻问题,但没有电阻的因素这个向C2的充电不能完成的:初始C1上有1000V的电压,C2上为零初始状态,若等效的串联电阻为零,则充电电流将为冲激电流,导致C2上瞬间出现电压跃变,这和电容电压不能跃变相矛盾。
有篇文章是专门讨论这个问题的,可以参考一下:
电容间电荷转移前后能量守恒问题的探讨--《技术物理教学》2006年03期

㈢ 大学物理电容问题

大学物理中的电容问题一般都涉及到微分方程,这题高中生就能完成,关键是把电容的定义式写出来,电容的大小和两板间距离、两板的正对面积及介电常数有关,电场强度就是电压和两板间距离的比值,要知道怎么变化,只要建立一个数学模型,把各种数值代入,就能很明显得看到。

㈣ 物理初学电场。关于电容器的问题,高手来啊!

先分析第2个:
开关闭合前F=qE=G(油滴重力)
这是平行板件距离增大:由公式 平行板电容器的电容C=εS/4πkd
电容C=Q/U 匀强电场的场强E=U/d
可以得到E=4πkQ/εS 因为没有打开开关所以 电荷量Q不会变化,所以最上面的式子依然成立 所以有地位之不动。

先分析第1个:
开关闭合后,但是没有改变平行板距离时 F=qE=G(油滴重力)
这是平行板件距离增大,此时因为与电源相连所以U始终不变 此时可以直接根据强电场的场强E=U/d 得到d增大E减小 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满意,如果不会刻意留言。

㈤ 关于电容的问题:电容是指容纳电场的能力,这是什么意思

电容是指容纳电荷的能力,表现为容纳越多电荷同时如果产生电压越低电势差越小,说明这个电容越大。
这句话的意思我认为:电场的产生需要电荷,那么物体就需要容纳电荷,就一定有电容。静电场的场强受到电荷及距离的影响,因此反过来知道距离带电体多远的某点场强也就能计算出物体的带电情况。
容纳电荷就是能够容纳电场,电场是电荷产生的。

㈥ 根据电场如何计算电容,并举例

电磁场中计算电感和电容的方法
刘红
麦克斯韦方程组:

前两个分别为电路和磁路的KCL,后两个分别为电路和磁路的KVL。在本文中,第一个方程用来计算电容,第二个方程用来计算磁通,第三个方程用来计算电压,第四个方程用来计算电感。
1、单根导线的自感

图 1 单根导线
假设导体所通的电流为,该电流将在导体内部和导体外部产生磁链。在离导线处的磁力线所包围的电流为:

(1)
根据安培环路定律,在离导线处的磁场强度为:

(2)
单位长度导线产生的磁链为:

(3)
其中为真空中的磁导率(导线内部一般是铜或铝,导线外部一般是空气,这些材料磁导率接近真空中的磁导率,若为其他材料,应取相应的磁导率)。因此单位长度的自感为:
(4)
其中第一项为内自感,第二项为外自感。显然,单根导线单位长度的自感是无穷大。
2、单相导线的自感

图 2 单相导线
如图2,两段单位长度的导线相距为。一般设较大,可忽略导线的内自感。根据安培环路定律,在离导线处的磁场强度为:
(5)
两段单位长度导线产生的磁链为:
(6)
因此单位长度的自感为:
(7)
可看出,导线间距越大,自感越大,导线越细,自感也越大。
3、单根导线的电容

图 3 单根导线
设单根导线单位长度内的电荷量为。由电场通量定理可知,在离导线处的电通密度为:
(8)
电场强度为:
(9)
其中为真空中的介电常数(若导线间不是真空,则取相应的介电常数)。
导体表面至无穷远处的电势差为:
(10)
则单位长度的电容为:
(11)
因此单根导线的单位长度电容为0。.
4、导线间的电容

图 4 单相导线
两根导线间的电势差为:
(12)
导线间单位长度的电容为:
(13)
可看出,导线间距越大,电容越小,导线越细,电容也越小。
5、电磁波速
设图4所示的导体里单位长度内的电荷量为,且电荷以速度运动。对于左侧导线中的电荷,一方面,由于处在右侧导线中电荷产生的磁场中,因此要受到磁场力的作用,且:
(14)
另一方面,由于处在右侧导线中电荷产生的电场中,因此要受到电场力的作用,且:
(15)
电场力和磁场力的作用方向相反,大小应相等。即可得:
(16)
这就是导体中电荷移动的速度,即电磁波速。将(7)和(13)式代入,可得真空中的电磁波速为:
(17)
6、线圈电感

图 5 线圈
(18)
其中为铁芯截面积,为铁芯长度,为铁的磁导率,为线圈匝数。
7、变压器

图 6 变压器
由磁场通量定理可知两侧磁通一样,故:
(19)
由电磁感应定律可知:
(20)
自感:

(21)
互感:
(22)

㈦ 关于电容的一些问题

电容量是表示每加1V电压可储存的电量Q,你的电容是4700微法的,加12V电压Q=4700*12(库仑)5个电容串联起来就是再*5,这就是你5个电容所储存的电量。关于放电电压,因为电容在放电的过程电压是要下降的,最初的放电电压就是12*5,每放一部分电量,电压就会下降一部分,这个问题问的不太恰当。先串起来再充电,那要看你的充电电压是多少,如果想让每个电容都有12V的电压,那你的充电电压就得60V,如果你想把电容充满就得16*5(V)的电压,电量你可以计算一下。关于放电电流,那要看短路阻抗有多大,绝对的短路很难做到,也就是短路阻抗为0,实际上阻抗是不可避免的,要计算一下了才知道。I=U/R,电池和蓄电池是一样的,只不过容量不同而已,只能说充电时间不一样,只要电压一样,电容充电后储存的电量是一样的。想要避免火花,我不清楚你是想做什么,是想测试放电电流吗,没什么意义,要串联电阻,不然,会把你的设备搞坏的,因为电容在短路时放电电流是很大的,上几百安都 有可能 ,如果你真的想试的话,就用晶闸管。

㈧ 电容器的问题

你的理解是有偏差的。

电源供直流电后,电容两个极板间会产生电场,电能此时会以电场能的形式储存在电容里。而交流电的方向和大小是有周期性变化的,这个频率也就是电容充放电的频率,而充放电的过程中,电流是方向变化的,这种“动态”的变化,也就是电容通交流的原因。

在通交流电时,电容进行充放电,所以,两端的电压变化幅度没有交流电那么大,而且,因为电容充放电存在一定的时间常数,所以,电容的自身电压与出入的电压要进行不断的抵消或是叠加的。

我不知道这样说你能不能明白,这些内容是高中二年级物理的知识,涵盖了电场、电容、正弦交流电的内容……

㈨ 关于电容器静电场的问题,高中范围内

1.带+Q 因为 开关被断开 上面的正电荷积累

2.电场做功会导致物体电势降低. 电场并未变化. 但物体的势能降低了.
因为在这里并不考虑物体对电场的反作用,多数情况下认为一个电场是恒定的.

当然,如果考虑物体对电荷的反作用,比如+Q---- -Q 系统, +Q对-Q做正功,-Q同样要对+Q做功,整个场的情况就完全变化了.
但是在一般的高中习题中,并不考虑物体对E的反作用,也就是说,E是恒定的,与物体无关的.物体受到F=EQ的作用而移动做功,只是物体本身和场源的位置关系发生了变化,而并非电场发生了变化.

㈩ 高中物理电容问题

我就不帮你做出来了。只说一下这题目怎么做。
题干指明:该电容器和一恒定的(注意是恒定的)直流电压源(直流也是有说法的,说明极性不变)(恒定电压源说明电压不变)连接(连接,怎么说呢,不同于断开,断开电荷得不到补充了,不知道你能不能理解我最终想表达意思。)。
这就说明了以下几点:
小球接触极板时,电容得到了电荷的补充(来自电压源),而且电压时没有变的,小球离开时电容器的状态和没有碰撞前是一致的。如果你明白了这些,我想你的疑问就没有了。
解题通过能量入手,结合电容器的知识不难解决。
做物理题多想想是好的,但不要瞎想。

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