静电场中的导体电容.ppt

静电场中的导体电容
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处于静电平衡的金属导体具有的性质：
（1）导体内部任何一点处的电场强度为零,这是静电平衡条件.
（2）导体表面处
电场强度的方向，
都与导体表面垂直.
，
（3）整个导体面密度，但是表面上所有电荷都对它有影响。
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在导体表面尖锐突出的部分，因为电荷面密度特别大，所以尖端附近的场强特别强。当它大到一定程度，就可能使周围的空气发生电离，形成正负离子，这种现象称为尖端放电．
尖端放电现象
< 电风实验 >
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避雷针必须可靠接地
带电云
避雷针的工作原理
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4. 静电屏蔽
在静电平衡状态下，对于内部没有其它带电体的导体壳来讲，内部是没有电场的。只要达到了静电平衡状态，不管导体壳本身是否带电，这个结论总是成立的。因此可以形象地说成是导体壳“保护”了它所包围区域，使之不受导体壳外表面上的电荷，或者是外电场的影响，这个现象就称为静电屏蔽。
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注意
导体壳处在外电场中，尽管外电场不能影响到导体内，但是它却会改变导体的电势。如果要使导体壳电势不变，通常把它与大地相连，使得它和大地等电势。
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第12页，本讲稿共30页
对于一个接地的空心导体来说，外界的电场不会影响到空腔内的物体，同样，腔内带电体的电场也不会影响到空腔外的物体。这就是空腔导体的静电屏蔽作用。
A
B
反过来，利用静电屏蔽，也可以使导体壳内任何带电体的电场不对外界产生影响。
A
B
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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第13页，本讲稿共30页
例1：空间有两块平行放置的金属平板A和B，板的面积都为S，两板长度相等，且都比板间距离大得多，板外无带电体和导体，分别令每板带上qA和qB的电量，求每板表面的电荷面密度。又在上例中插入一中性金属板C，情况如何？又如将B接地，第二问中情况如何？
S
qA
qB
A
B
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S
qA
qB
A
B
(1) 求每板表面的电荷面密度
解：
设每板表面的电荷面密度分别为 ， ， ， ，法线方向
静电平衡时
同理
联立
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S
qA
qB
A
B
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(2) 插入一中性金属板C
S
qA
qB
A
B
qC
C
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(3) 第二问中B接地
S
qA
qB
A
B
qC
C
仍成立
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十 电容器 电容

(1) 定义：
物理意义：使导体每升高单位电势所需的电量。
(2) 单位：
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(3) 孤立球体的电容
球外
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2. 电容器
(1) 电容的定义
电容器的符号：
物理意义：两个极板间的电势差为一个单位时，两极板上所带的电量。电容反映了电容器储电能力的大小。
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（2）电容的计算
a. 平板电容器
+ + + + + +
- - - - - -
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b. 圆柱形电容器
++++
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++++
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设两圆柱面单位长度上分别带电=Q/l.
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++++
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++++
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c. 球形电容器
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孤立导体球电容
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电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关，与所带电荷量无关.
注意
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（1）设两极板分别带电Q
（3）求两极板间的电势差
计算电容的基本步骤：
（2）求两极板间的电