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静电容量计算方法

致此,我门的学到电荷量量及电场强度。透露还可以蓄积大小电荷量量的是防感应电存储空间。今天将从防感应电存储空间的条件基础至来计算方式进行详实情况说明。

何谓静电容量

除静电数量是标识电感器等并能蓄积多少钱自由电荷的量,也被视为电数量。 导电连接体的电极电位与导电连接测量仪器有似下基数关系的。 Q=CV[C]

这个比例常数C被称为静电容量,单位用[F:法拉]表示。
电荷量为1 C,电位差为1 V时的容量为1 F。但是,由于这个单位过大,并不实用,因此一般使用表示1 F的100万分之1(10-6)的μF(微法)及表示1 F的1兆分之1(10-12)的pF(皮法)。

1 F=106 μF=1012 pF

图为将静电容量比作装入容器的水来进行说明的图例。
将装入容器的水量视为电荷量,将水位视为电位,将容器底部的面积视为静电容量。
当相同量的水装入底部面积小的容器时,水位立即上升,但装入底部面积大的容器时,水位则较少上升。换言之,若将带电体视为蓄积电荷的容器,静电容量即表示容器的大小(容量)。
此例中的水与电子的区别在于,水从水位高的地方流向低的地方,最终导致水位相等,而电子则使𝓰释放电子侧的电位上升,并使吸收电子侧的电位下降。这意味着前者带正电,后者带负电。

将静电容量比作装入容器的水量时
水量:电荷量 水位:电位 底部面积:静电容量

静电容量的计算

计算方式方法静电反应数量时,可结合通电的体的多少、模样及周圍的现况,用下表格函数计算方式方法。

球形导体时

向半经为a[m]的球状导体传递正电荷[Q]时的外表面电极电位为

V=Q/4πε0a[V],

如何消除静电储电量为

C=Q/V=4πε0a[F]

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

公式

(电荷密度σ=Q/S)
,电极间的电位差[V]为

V=Ed=dQ/Sε0

从而,静电感应存储空间给出。
公式
其次,导体板间的存在接地电阻体时,(接地电阻体的比导热系数)如何消除静电存储量为一些工式下图。
公式
平行导体板的静电容量
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

如图是随时,各大导体相当个导体并的接地时,各大导体的感应电数量之和当以该材料的感应电数量。
带电体的静电容量

【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。

绝缘体薄膜的背面紧贴着导体板并接地时
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。
该方式下的隔热身体表面面带电粒子Vs有以下。
公式

【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

公式
类似前提条件下,塑料薄膜尺寸为1[mm]时,
公式
贴膜层厚有所对比分析时,尽管相对应单单从表面电阻率及带电粒子容重相似,单单从表面电势差仍突然出现比较大对比分析。
绝缘体薄膜厚度不同时
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。

索引

tcm:115-1846310-64