《电容知识深究》word版

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1、电容的前因后果电容的由来电容一直都是大家头痛的对象，其实它没什么神秘的，生活中它无处不在，只要有点的地方就有电容，这一点也不假！我们在研究电容的时候不能只通过公式来理解它，公式，这一点谁都知道，但是为什么会这样？它的物理意义是什么？到底是什么产生这个概念？？？下面我们将抛开一切繁琐的公式，从电容的本质来研究、讨论电容器！必备基础知识：电流的形成：高中电磁场知识讨论过，一对带正负电小球之间存在着电场线，这个电场线就是静电场的形象表示方式，而且我们以前还得到一个很强的结论，就是电场线从正电荷到负电荷，或者从无穷远处到负电荷，或者从正电荷到无穷远处，其实它的实质就是从高电势出发到低电势

2、结束。这样就得到结论静电场是有源场，有始有终。另外我们还知道，带正电的小球在电场中总会想沿着电场线方向运动，也就是从高电势向低电势运动，这就是静电力做功。现在我们假设这些在真空中运动的小球全都在一根导体当中，若导体两端有一个类似于刚刚所说的真空中的一对带正负电的小球形成的电场线，那么这些电场线在导体当中就集中在这根导线内部，想想看，导体很细，那么同样多的电场线在很细的导体内部分布的话它的场强就一定很大，这也就是为什么导体这么容易导电的原因，因为其内部分布着很密的电场线，电子受到的电场力就很大，当然正电荷就很容易从高电势这边运动到低电势这边，如果这时候高电势这边有很多很多的正电荷，

3、它们都一起集中到导线内，那么在导体内运动就形成了电流，而且这样在同样电压（静电场）条件下电流就会越大。电压的形成：刚刚提到的电子（或者正电荷，只是它们运动的方向是相反的）在导体内部运动是因为内部有强电场，言外之意就是有一个外部的静电场，但是实际生活中人们很难想象把很多正电荷发在一个球上，然后在另一个球上放同样带电量的负电荷，这样的确能有一个静电场，但是操作起来很不方便，所以人们就发明了现在的电池，电池的正极就相当于带正电的小球的集合，负极就相当于带负电小球的集合。不同的是，电池内部有很多很多的电子，这些电子在电池的负极出发，经过电路到达正极（这个过程在线路中其实就是沿着线路内部的

4、电场线4电容的前因后果运动），在负电荷到达正极滞后，如果负电荷想要源源不断的再回到原来的负极再经过线路到正极就必须使得到达正极端的电子能够克服电池内部的电场力（因为电子从正极在电源内部到达负极是顺着电场线走，很显然负电荷的这一过程很艰难，因为它要克服静电力），而这个过程我们用电池内部的另一个力来完成，那就是具名的非静电力。这个非静电力在电池内部提供一个非静电场使电子能够从正极“搬运”到负极。很显然，这里的电源就是我们说的提供电压的工具（也就是电场力）。这里说明一下，电压的实质就是静电场，电压的公式是：，很显然，电压是由于电场E的存在而存在，而电场E又是由于带点电荷的存在而存在，电

5、源的实质就是提供这些带电电荷（而且是很多很多，以保证有足够大的外部静电场）和内部的非静电场。电容的概念：电容是指容纳电场的能力。有一种说法就是，只要有静电场就有电容，电容是用静电场描述的。下图能够很好的解释电容到底是什么。图中可以看出，由于电池提供一个外静电场（导线内部的虚红线），这个静电场使得电池里面的电子逆着电场线方向运动到正极端，如图蓝色的点划线所示路径就是电子运动的路径，其实也就是电流的反路径（因为电流方向的定义是正电荷流动的方向），但是这个图跟上面的图不一的地方就是中间有一个A、B两块金属板，那么受电场力运动的电子到达了B板之后无法穿过空气到A板。这样电子就在外静电场作

6、用下积累在B板表面，那么A板就会感应出带电量相同的正电荷，但是这种电荷在极板上积累不是无限的，之所以会在极板上积累是因为由外部电场力作用，试想一下如果外部电场力被另一种力平衡了，那么电子就不会运动了，因为电子受到的合力为零，到底是什么样的力能够平衡电池的电场力呢？？？4电容的前因后果我们知道极板表面积累了大量的电荷，又知道电荷是产生静电场的源，那么积累的大量的电荷势必也会产生一个很强的静电场，图中A极板上的正电荷会产生一个向左的静电场，这个静电场跟电池提供的外部静电场方向相反，一旦金属板上电荷产生的静电场大小等于电池提供的外部静电场，那么正电荷受到的合外力就为零，这也就是具名的电

7、势平衡。就像我们高中所学的静电场应现象，总的电场是感应电荷与自由电荷共同作用结果。达到平衡时，导体内部的场强处处为零,导体是一个等势体，导体表面是等势面，感应电荷都分布在导体外表面，导体表面的电场方向处处与导体表面垂直。我们可以类比，认为电池正极端到A板中间的合电场强度为零，从B板到电池的负极端的合电场强度为零，我们视导线和电阻是一个等势体。按照之前的说法，只有在金属板上的电荷产生的电场大小等于电池提供的外部静电场大小时电子就不会再向两极板运动，那么这时候金属板上带的电荷量Q就是