电容

写一个方程描述电荷之间的精确的数学关系(Q)、电容(C)和电压(V)。

如何充电率流(当前)的电容与电压在其终端的数量?水流的速度是如何的一个容器与水储存在容器的数量?

微积分的基本原则之一,是一个过程集成。理解这一原则是十分重要的,因为它是表现在电容的行为。值得庆幸的是,有更多的熟悉的物理系统也体现整合的过程中,使其更容易理解。

如果我们引入一个恒定水流与水、圆筒形储罐内的水位,坦克将会上升以恒定速率随着时间:

在微积分方面,我们会说集成了水流入水的高度。也就是说,一个量(流)决定了变化率随时间的另一个量(高度)。

水箱、电电容也展示集成关于时间的现象。电量(电压或电流)决定了变化率随时间的其他数据(电压或电流)在一个电容?或者利用问题,量(电压或电流),当维持在一个恒定值,结果在其他量(电流或电压)随时间稳步增加向上或向下?

假设两个电线,隔开一个气隙,相反的终端连接在一个电压源(如电池)。电场将开发两导线之间的空间:一个看不见的网络互动,在某些方面相似磁场。在这个图中,画出无形的“行通”这个电场,展示他们的身体范围:

电场可以被描述为“看不见的网”之间的交互空间带电物体。大多数人应该熟悉磁字段从玩磁铁孩子:吸引或排斥的力量,在两个或两个以上的磁性物体之间的开放空间。但电场不一样的磁场。两种不同的领域完全不同的对象上施加压力。

举个例子,电场体现有形,体力,就像我们都熟悉的磁场。在什么条件下电场足够强大的人类没有仪器检测?

电容是一个非常重要的性质在许多类型的电路。定义什么是“电容”,和它的原因。

两个导体之间的电容不得计算由以下方程:

在那里,

C =法拉电容

ε=电介质的介电常数(绝对)

平方米=导体区域

d =分离距离,在米

远离彼此如何两个金属板,2平方米的面积,是为了创建1μF的电容吗?假设板由空气。

电容存在任何两个导体之间由一绝缘介质隔开的。鉴于这一事实,是有道理的,双芯电力电缆的长度将电容分布自然沿着它的长度:

应该有一个方法来证明这种“杂散电容的存在大量双芯电缆的长度。设计一个实验。

假设你想构建一个组件没有其他目的提供电容电路(一个电容器)。你会如何设计这样一个设备来执行这个函数,以及如何你能最大化其电容吗?

什么是莱顿瓶,以及它如何建设类似的建设电容器吗?

电场,像所有字段,有两个基本措施:字段力和现场通量。电容器,这些字段的数量直接相关板块之间的电压,并直接相关的电荷量(库仑)存储?

基于这种关系,这片玻璃时电场变化量之间插入两个金属板,连接到一个恒压源?

电荷的存储电容器通常被比作水容器的存储:

完成这个类比,电气相关数量的电荷(Q),电压(E或V)、电容(C)和水的量身高,水量,船舶尺寸。

假设一个质量是通过电缆连接到一个绞车,和一个人把绞车滚筒提高质量:

物理学家可能会看看这个场景作为能量交换的一个例子:转鼓的人是消耗能量,进而被存储质量的潜在形式。

假设现在停止转动鼓的人,而是从事制动机制在鼓,逆转旋转,慢慢地允许大规模重返地面。再一次,一个物理学家把这个场景作为交换的能量:质量是现在释放能源,而制动机制将释放能量转化为热量:

在上面的场景中,画描绘两个力的方向箭头:鼓,施加的力,质量和力的鼓产生质量。比较这些力的方向与运动方向在每个场景中,并解释如何将这些方向交替与质量和鼓作为能源源和能源负载。

画电路中的电流方向,并确定电池的电压的极性和电阻。然后,把电池的极性与电流的方向,和电阻与电流方向的极性。

你注意到电压极性与电流方向的关系这两个不同类型的组件?识别这两个组件之间的根本区别,使他们表现不同。

假设一个电容器直接连接到一个可电压源,和稳定的电压源增加随着时间的推移。我们知道越来越电容器两端的电压会产生电场的增加强度。这种电场的增加是吗积累在电容器的能量,或释放从电容器的能量吗?在这种情况下,电容器作为负载或作为一个源电能吗?

现在,假设稳定可调电压源减少随着时间的推移。我们知道这将导致电场强度降低的电容器。这个电场构成下降吗积累在电容器的能量,或释放从电容器的能量吗?在这种情况下,电容器作为负载或作为一个源电能吗?

对于每一个场景,标签电路中电流的方向。

欧姆定律告诉我们,电流通过一个固定电阻的数量可以这样计算:

我们也可以表达这种关系的电导而不是电阻,知道G =¹/_R:

然而,固定电容的电流和电压之间的关系是完全不同的。电容器的“欧姆定律”的公式是:

有什么意义的使用小写变量电流(i)和电压(e) ?另外,什么表情^德/_dt的意思吗?注意:如果你认为d的变量,而且应该取消在这个分数,再想想:这不是普通的商!d字母代表一个称为微积分的概念微分和商两个d条款被称为导数。

完成这个语句用正确的电气变量(电压、电流、电阻、电容):

电容器反对变化(烦),对这些变化做出反应,生产(烦)。

电力电容有密切的机械类比:弹性。解释术语“弹性”是指机械弹簧,以及大量的速度和力应用于弹簧分别与电流和电压应用于电容。

电容器储存能量在电场的形式。我们可以计算能量存储在电容器的电容通过整合产品电压和电容电流(P = 4)随着时间的推移,因为我们知道权力的速度完成工作(W),并完成的工作量电容器把它从零电压一些非零电压构成的能量存储(U):

找到一种方法来替代电容(C)和电压(V)到被积函数,所以你可以找到一个方程描述集成存储在电容器的能量对于任何给定的电容和电压值。