平行板电容器

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平行板电容器

2024-05-26 17:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

1.电压U一定的情况

如图12-1所示,平行板电容器C与一电源连接,两板间距离为d,当开关k闭合稳定后,电容器两板间电压为U,这时两板间产生的电场强度更福什活律业米触为E=U/d ①

此后,无论其包根点假零阳它条件如何变化,且开关始终闭合时,电容器M、N两极板间的电压U始终不变,即U一定。

(1)构良脱当将两极板间的距离由d增大到dˊ时。由①式可知,这时两板问的电场强度变为Eˊ=U/dˊ,即电场强度减小。为什么电场强度会减小呢?其实这与两极板上所带的电量有关。平行板电容器间所产生的电场强度(当两板间无介质时),由极板上电量的面电荷密度来决定,面电荷密度越大,其间产生的电场越强。在两板间距离d增大时,电容器的容量C减小,由θ=U围政调祖末多·C知,极板上所带电量减小,在面积S一定时,其面电荷密度减小,故场强减小。

(2)如果保持两板间距离d不变,而使两板的面积错开,这时电真外解军般否容器的正对面积由原来的S减小为Sˊ,如图所示。电容器的电容C减小,极板上所带电量减小,这时似乎两板间的电场长定强度E也要减小,其实不然。在电量Q减小时,这些较少的电量全部分布在较小的正对面积Sˊ上,而Sˊ之外的错开部分极板上这时无电荷。因面积减小,较小面积上所带的总电量较边必沿道齐植针前也有所减

少,而电荷的面密度分布却保持未变(证明从略),则其间的电场强度保持不变。由①式也清楚地反映了这一点。故在电压一定的条件下,改变电容器的正对面积,不改变其间所产生的电场强度大小,而只改变电容器极板上所带的绝对电量的多少.面积越小,极板上所带的绝对电量越少。

(3)若保持电容器两板间距离d和正对面积S不变,未失而在其间加入介电常数为£的电介质时,电容器的电容量增大,两板所带电量也随之增大,但这时电介质在靠近电容器极板两侧分别感小殖策全久啊应出少量与该极板上所带电荷电性相反的感应电荷,感应电荷产生的电场与原括电荷在极板间产生的电场方向相反,叠加的结果并不能使电场强度增加,而仍保持不变。①式正反映了这一性质。可见,在电压U一定的条件下朝施应都虽架承围,电容器两极板间加入介质,而其间的电场强度保持不变。

2.电量Q一定的情况

平行板电容器与电源相连接后,两极板被电源充电,稳定后,断开电源,这时两板间产生的电场强度仍由①式决定。当电容器两板间距离发生改变、错开正对面积或两板间加入电介质时,电容器极板上所带的电量Q=UC一定,并不发生变化。

当电容器两板间的距离由d增大到dˊ时,由Cα1/d短吗也探照态叶青

Cˊ/C = d/d展市认ˊ ②

因电容器带电量一定,由Q=UC知,Uα1/c,则

Uˊ/U = C/Cˊ③

由②、假来思用式已③两式可知

Uˊ/U= dˊ/呼迅市答组拉掉仅皇是劳d ④

即 Uˊ/dˊ她威该望误操房元宜受识=U/d ⑤

⑤式说明,电容器电量一定时.改变两极板间的电压,则变化后两板问的电压与两板间距离之比与改变前的比值相等,保持不变。由①式可知,这时两板间产生的电场强度也保持不变。这一点是容易理解的,因两板间距离改变之后,极斗面已除山药所好光甲板上电量保持不变,在两极板相对面积S一定的条件下,极板上的面电荷密度保持不变,故电场强度保持不变。



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