12.2 电容器及电容一、孤立导体的电容电容只与导体的几何因素(及周围介质)有关,反映导体带电多少的本领 —— 固有的容电本领
SI:法拉 F
QV?
孤立导体的电势与带电量有关;
V
QC?
定义 —— 孤立导体的电容
pF10Fμ10F1 126
带电量相同时不同形状和大小的孤立导体电势不同,但是真空中孤立导体球的电容
R
QV
04
V
QC?
设导体球半径为 R,带电为 Q
导体球电势为:
导体球电容为:
R04
对半径如地球一样的导体球,其电容为:
E0E 4 RC F1011.7 4
二、电容器的电容
ABV
QC
定义:
一般情况下,导体并不是孤立的,而是多个导体组成的导体组 —— 电容器基本单元:两导体组( A,B)电容器
),( ABVQ
电容器电容只与导体组的几何构形(及周围空间介质)
有关,与带电多少无关。
A
B
S
d
q?
q?三、几种常见电容器及其电容
1,平板 电容器 Sd 为无限大设 A板带 q?B板带q?
s
q
0?
E
0
d
dEdlEVV B
ABA


d
s
VV
qC
BA
0
++++
- --- s
q
2,球形电容器电容
RAR
B
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+ +
+
+
+
3,求柱形电容器单位长度的电容设单位长度带电量为
re
r
E
02


外内
le
r
V r d
2 0
1
2
0
ln
2 R
R


21 RrR
V
C

1
2
0
ln
2
R
R


2
1
d
2 0
R
R
r
r
l
2R1R
四、电容器的联接
1,并联
qqq
uuu


21
21
C = C1 + C2
2,串联
21
21
qqq
uuu


21
21
CC
CCC
C1
C2
C2C1
12.3 传导电流一、电流
1,传导电流
( 1)金属中的自由电子在外电场的作用下的宏观定向移动
( 2)电解质溶液或电离气体中正、负离子的宏观定向移动
2,运流电流单个或多个电荷在空间的定向移动(或运动)
如:分子中电子绕核的运动,等效为圆电流。
分子的等效电流称为 分子电流 或 安培电流 。
二、电流强度大小:单位时间内通过导体某一截面的电量方向:正电荷运动的方向单位:安培 (A)
t
qI
t?


lim
0 t
q
d
d?
若电流强度与时间无关 —— 稳恒电流
I
dq
dt
三、电流密度需要引入描述电流的空间分布的物理量 —— 电流密度电流场,导体内每一点都有对应的 ),,( zyxj?
电流密度的大小等于从垂直于电场方向的单位截面上流过的电流强度。
IE
Sd
nd
d e
S
Ij
单位,2mA
j?
S?d
SjSejSjI n dddd
SS SjII dd
载流子数密度为 n
平均漂移速度的大小
dv
设每个载流子电量为 q
dSd dq n vI
dn qvS
Ij
d
d
矢量式
dvnqj

,0?q j? dv?与 同向
,0?q j? dv?与 反向
IE
Sd