(a < r < b)
内表面的极化电荷面密度:
外表面的极化电荷面密度:
例3:两个无限长直导体圆筒,半径分别为 a 和 b ,同轴放置。它们之间充满相对介电常数为 的均匀电介质。内、外圆筒均匀带电,单位长度带电分别为 -λ、λ 。求电介质中的 D、E、P 及其内外表面的 σ'。 解:作圆柱面 S为高斯面
∴
∴
§9-4 电容器的电容( The Capacitance of Capacitors ) 1 . 孤立导体的的电容
一个带电量为 q 的孤立导体,在静电平衡时,理论和实验都表明,它的电势 V 与 q 成正比。这说明, q 与 V 的比值
既与 q 无关,也与 V 无关,只与导体的大小和形状有关,此式被定义为孤立导体的电容。
例:一个孤立导体球,半径为R。它的电容为:
电容的单位为法拉(Farad),简称法( F ),也用 微法( mF),皮法( pF )等更小的单位。
2. 电容器的电容
通常,由彼此绝缘相
距很近的两导体构成电容器。 使两导体极板带电±Q
两导 体极板的 电势差
电容器的 电容
电容器电容的大小取决
于极板的形状、大小、相对位 置以及极板间介质。
例1:平行板电容器。平行板电容器是由两块靠得很近的金属板组成,极板的面积为 S ,极板间距为 d ,两导体板之间是真空,求其电容C。(可以将板看成无限大,板间场强是均匀的) 解:
(1)令两导体板带电 q 、-q ,极板上的电荷面密度为: (2)求极板间的场强:
(3)求极板间的电势差:
例2:球形电容器 由两个同心导体球壳组成,半径分别为 a 和 b ,两个导体球壳之间为真空。求其电容。(两个导体球壳很薄,可忽路其厚度) 解: