静电容量计算方法

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静电容量计算方法

2024-04-14 17:45| 来源: 网络整理| 查看: 265

平行导体板时

如图所示,2块导体板为平行状态,面积为S[m2],间隔为d[m]时,分别赋予+Q、-Q电荷,此时电极间存在的电场强度为

(电荷密度σ=Q/S),电极间的电位差[V]为

V=Ed=dQ/Sε0

由此,静电容量如下。

另外,导体板间存在绝缘体时,(绝缘体的相对介电常数)静电容量为以下公式所示。

面积S的2块导体板为平行且间隔为d时,静电容量C可通过ε0S/d[F]表示。 【例1】带电体的静电容量

如图所示,多个导体接近1个导体并接地时,各个导体的静电容量之和即为该物体的静电容量。

【例2】绝缘体的静电容量

绝缘体薄膜的背面紧贴着导体板并接地时。例如,厚度d[m]的绝缘体薄膜(相对介电常数)紧贴着已接地的导体板,薄膜表面存在Q[C/m2]的电荷时。

薄膜背面出现与紧贴着的导体板极性相反而数量相等的电荷。此时电荷分布如图所示,呈现出与2块电荷密度为σ的平行板带电时相同的状态。

薄膜表面带电时,由于静电诱导,金属面出现极性相反的电荷,电荷分布状态与平行板相同。

该状态下的绝缘体表面电荷Vs如下。

【例3】绝缘体薄膜厚度不同时

如下图所示,聚酰亚胺薄膜(厚度100[μm]、相对介电常数=3.3)紧贴着接地导体板,且表面电荷密度设为σ=1 x 10-5[C/m2]时,表面电位为

相同条件下,薄膜厚度为1[mm]时,

薄膜厚度不同时,即使相对介电常数及电荷密度相同,表面电位仍出现较大差异。

绝缘体薄膜厚度不同时,即使相对介电常数及电荷密度相同,表面电位(每单位面积)仍出现较大差异。


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