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時間 : 2024-12-17
電容器是一種能夠儲藏電荷的元件,也是最常用的電子元件之一。在電子產(chǎn)品中無所不用到,現(xiàn)在讓我們來了解電容公式及如何求出電容的解。
電容公式 電容求法
1、孤立導體的電容
一導體周圍無其他導體、電介質(zhì)、帶電體時,該導體稱為孤立導體。
孤立導體的電容定義為:C=Q/U
電容的單位:法拉 1F=1C/1V
如:半徑為R,帶電量為Q的球形導體的電容為:C=Q/U=4ΠE0R
孤立導體的電容與Q、U無關(guān),只決定于導體本身性質(zhì)(形狀、大小等)和周圍介質(zhì)的分布情況。
2、電容器的電容
帶等量異號電荷的兩個導體(稱為極板)組成的系統(tǒng)稱為電容器。
電容器的電容定義為:C=Q/(UA-UB)
? 當兩極板之一移到無窮遠時,C=Q/U即為孤立導體的電容。
? C取決于電容器的結(jié)構(gòu)及周圍電介質(zhì)的電學性質(zhì)。
注:當電量Q一定時,孤立導體或電容器的電容C決定于導體電勢或極板間電勢差。當周圍電荷分布或電介質(zhì)分布發(fā)生變化時,電容C也發(fā)生變化。但當電容器一極板包圍另一極板或兩平行極板相距很近時,電場將只分布在兩極板之間且不受周圍情況的影響,使極板間電勢差保持穩(wěn)定。此時,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單、對稱的電容器的電容。
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體板組成。
當兩極板間的距離遠小于極板的線度時,極板間電場可近似看作勻強電場。
此時: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
尤其對兩個電容器串聯(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:電容器串聯(lián)時,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
尤其當兩個電容器并聯(lián)時:
C=C1+C2, q1=C1/(C1+C2)*q, q2=C2/(C1+C2)*q
可見:電容器并聯(lián)時,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電容的求法,你可以好好消化下。現(xiàn)在對電容的認識更深了吧。更多請繼續(xù)關(guān)注土巴兔裝修網(wǎng)。
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