高二物理:电容
要比较准确地理解电容器并联和串连之后总电容量的大小,还是要透彻
分析电容量、电荷、电容端电压这三者之间的关系。
C=Q/U
这就是电容量的定义式,它利用电容器所储存的电荷与它的极板端电压
的比值来定义电容器的电容量。
需要说明的是,电容是电路或者电器的物理特性之一,对于一个具体的
电容器而言,电容量是固定的,并不随电荷和电压改变。收音机中的可
变电容器虽然调台时是变动的,但是一经选定就固定了,否则就无法收听。
现在来说两个电容器的并联和串连问题。
设两个电容器的电容量分别为C1,C2,总电容量为C。
并联后的总电容量为各个电容器电容量之和,在物理实际上很好理解。
但也可以这么去分析...全部
要比较准确地理解电容器并联和串连之后总电容量的大小,还是要透彻
分析电容量、电荷、电容端电压这三者之间的关系。
C=Q/U
这就是电容量的定义式,它利用电容器所储存的电荷与它的极板端电压
的比值来定义电容器的电容量。
需要说明的是,电容是电路或者电器的物理特性之一,对于一个具体的
电容器而言,电容量是固定的,并不随电荷和电压改变。收音机中的可
变电容器虽然调台时是变动的,但是一经选定就固定了,否则就无法收听。
现在来说两个电容器的并联和串连问题。
设两个电容器的电容量分别为C1,C2,总电容量为C。
并联后的总电容量为各个电容器电容量之和,在物理实际上很好理解。
但也可以这么去分析理解:
电容器并联后所储存的总电荷是各个电容器储存电荷之和。
即 Q=Q1+Q2 且各个电容器端电压相同,再根据电容量的定义式有
UC=UC1 +UC2 故有
C=C1+C2 总电容量增加
而电容器串连后的总电容量可以这样理解:
因为串连后的总电压等于两个电容器端电压之和,故有
U=U1+U2 再根据电容量的定义式有
Q/C=Q1/C1+Q2/C2
假如串连电路有电流通过(比如说充电),在这一过程中的任意时间
点上两电容器的电流相等,故两电容器所储存的电荷相等,即
Q1=Q2=Q 上式简化为
1/C=1/C1 +1/C2 为便于记忆,可写成“积以和除”的形式
C=C1*C2/(C1+C2) 总电容量变小
要理解串连电容器电荷相等,可以将充电电源设想为恒流源I,假如
充电时间为t,显然Q1=It Q2=It,但电容量小的端电压高,电容
量大的端电压低。
另外,通过在交流电路中求容抗的方法也可以得出
相同的结论,电容器的容抗 Z=1/(2πfC),f为交流电频率,有兴
趣不妨一试,与计算电阻的串连一模一样。
上面的分析可以运用到任意多个电容器的串连和并联电路。
仅凭自己的理解写出,若有错厄,望各位指正。
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