
电容是电子工程中的一个基础且重要的概念,其表示电子设备存储电能的能力。其基础单位是法拉(F),由于能够存储电荷,因此被广泛应用在各种电子设备中。那么关于电容的公式有哪些?又是如何求出的呢?
电容的计算公式描述了电容量大小与电容器本身的特。其中,电容的计算公式可分为平行板电容器和球形电容器两种类型:
1. 平行板电容器
平行板电容器由两个平行且面积相等的金属板构成,两者之间夹有绝缘介质。设电容器的平行板面积为A,两板之间的距离为d。
电容量的定义公式为:C = Q/V,其中C为电容量,Q为电容器内的电荷量,V为两板之间的电压。
结合库仑定律,我们可以得到Q = CV。
而单位面积上的电荷量密度o可以通过Q/A来计算,结合高斯定理,我们可以得到o = E,其中为真空介质的介电常数,E为电场强度。
由于平行板内的电场均匀,所以E = U/d,其中U为电压。将这个值代入到o = E中,我们可以得到C = U/d,这就是平行板电容器的电容量公式。
2. 球形电容器
球形电容器由内外半径分别为r1和r2的金属球壳构成,球壳之间夹有绝缘介质。
电容量的定义公式依然为:C = Q/V。
球形电容器的场强E与电荷量Q的关系为:E = kQ / r1^2。
结合高斯定理,我们可以得到Q = 4r1^2E。将这个值代入到C = Q/V中,得到C = 4r1^2V/E。
将电场强度E表示为电压V对半径的导数,结合上述公式,我们可以得到球形电容器的电容量公式:C = 4r1^3(dV/dr1)。
本文为凡亿企业培训原创文章,转载时请注明出处。
