[第7集] 电容和场能—MIT电和磁

根据网易公开课之MIT电和磁视频所做的笔记—[第7集] 电容和场能。

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  视频地址:http://v.163.com/special/opencourse/electricity.html

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这节课的内容:

场能

电容

 

把平行平板分开距离x

[第7集] 电容和场能---MIT电和磁

所做的功为新创造的电场的体积。

场能密度

[第7集] 电容和场能---MIT电和磁

单位体积的电场的能量叫做场能密度。对任何电荷分布都有效。

计算空间的静电势能

[第7集] 电容和场能---MIT电和磁

dV是空间体积。

[第7集] 电容和场能---MIT电和磁

计算电场能与电量和电压相关。

电容

[第7集] 电容和场能---MIT电和磁

一个物体的电量除以它的电势。单位是法拉,来自法拉第。可以得到单个球体的的电容4πεoR.

[第7集] 电容和场能---MIT电和磁

真实球体的电容与半径的关系,太恐怖了!

[第7集] 电容和场能---MIT电和磁

电势的定义是,单位电荷到指定位置所做的功;由于A的存在,单位电荷达到B所做的功会减小,所以B的电势VB会变小,则B的电容就变大了,但是B的电容不会变,所以改变电容的定义。

两个导体带有等量的电荷,但是电荷的极性不同,这样两个导体组合起来的电容是其中一个上面的电荷电量与两者电势差的比值。

 

解释平板电容与面积成正比与距离成反比:

与面积成正比比较好理解,面积越大所能携带电荷越多;

与距离成反比,距离越近,负电荷所带的板把正电荷的电势降低越多(因靠的越近,单位电荷从无限远处移动到正电荷板所需的功越小),根据电容是电荷量与电势的比值,电势越小,电容就会越大。

 

平板做功实验:

平板间电场强度恒定为电荷密度与εo的比值;

平板间电压为电场强度与距离的乘积;

所以电荷密度不变时,场强不会变,但是距离增大电压会越来越高。

 

100uF的电容充电怎么这么慢?

电容100uF,3000V,电量是0.3库仑,450J的能量;按功率1W来算,效率50%,900秒充满,也就是15分钟。充电器功率相当低啊!

 

闪光灯的原理:

给一个电容充电,然后在一个灯泡上放电。因电容不变,充电电压越高,电容上储存的电能越多,通过灯泡释放时,能量的多少决定了亮度的高低。

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STM

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