電容器存儲電荷的原理
發(fā)布時間:2011/9/27 14:06:54 訪問次數(shù):4132
1.電子運動特點 AD7457BRTZ-REEL7
最簡單的電容器是由兩片平行靠近又相互絕緣的鋁片構(gòu)成,如圖2-1所示。兩片鋁片是電容器的兩個極板,鋁片上連接的導(dǎo)線是電極,兩鋁片之間的空氣是這個電容器的電介質(zhì),簡稱介質(zhì)。下面就從電學(xué)有關(guān)基礎(chǔ)知識開始,介紹電容器儲存電荷的原理。
自然界有兩種電荷,一種叫正電荷,另一種叫負(fù)電荷,電子帶的電荷是負(fù)電荷,質(zhì)子帶的電荷是正電荷。同性電荷之間有相互排斥力,異性電荷之間有相互吸引力,如圖2-2所示。電荷這一特點常簡稱為同性相斥,異性相吸。電荷顯電性,使它周圍產(chǎn)生電場,電荷之間的作用力就是通過電場發(fā)生的。
導(dǎo)體中存在著自由運動的電子,將一段銅絲里電子的無規(guī)則運動放大,如圖2-3 (a)所示,其中黑點代表電子,箭頭表示電子運動方向。導(dǎo)體中電子在受到外電場作用時,無規(guī)則運動將變?yōu)橛幸?guī)則運動,如圖2-3 (b)所汞。在銅絲兩端加一節(jié)電池時,電池電壓就在銅絲兩端產(chǎn)生電場,使電子沿逆電場方向在導(dǎo)體內(nèi)從左向右運動,形成電流,這表明導(dǎo)體導(dǎo)通電流是靠自由電子定向運動實現(xiàn)的。
2.電容器充電的過程
圖2-4 (a)中開關(guān)S未閉合時,A極板上有質(zhì)子帶的正電荷和電子帶的負(fù)電荷,B極板上同樣有正電荷和負(fù)電荷。
開關(guān)s閉合以后,A極板就通過導(dǎo)線、開關(guān)與電源E的負(fù)極連接,B極板通過導(dǎo)線與電源正極連接。由于電池正極聚集大量正電荷,就將導(dǎo)線ab中的負(fù)電荷吸到a端來,b端就剩下正電荷,在導(dǎo)線b端正電荷作用下,又將B極板中負(fù)電荷吸出來,B極板就只剩下正電荷。這一過程實質(zhì)是在電源電壓的作用下,使B極板中的電子源源不斷地沿導(dǎo)線從b端向a端運動到電池正極。B極板中負(fù)電荷減少,等于正電荷增多。根據(jù)同樣的靜電感應(yīng)原理,電池負(fù)極的電子也通過導(dǎo)線和開關(guān)源源不斷地運動到A極板上,使A極板上負(fù)電荷增多。這一過程常稱為給電容器充電?梢岳斫鉃橄螂娙萜鰽極板充入負(fù)電荷,向B極板充入正電荷。充電的結(jié)果是A極板上聚集負(fù)電荷,B極板上聚集正電荷,這就是電容器儲存電荷的原理。
1.電子運動特點 AD7457BRTZ-REEL7
最簡單的電容器是由兩片平行靠近又相互絕緣的鋁片構(gòu)成,如圖2-1所示。兩片鋁片是電容器的兩個極板,鋁片上連接的導(dǎo)線是電極,兩鋁片之間的空氣是這個電容器的電介質(zhì),簡稱介質(zhì)。下面就從電學(xué)有關(guān)基礎(chǔ)知識開始,介紹電容器儲存電荷的原理。
自然界有兩種電荷,一種叫正電荷,另一種叫負(fù)電荷,電子帶的電荷是負(fù)電荷,質(zhì)子帶的電荷是正電荷。同性電荷之間有相互排斥力,異性電荷之間有相互吸引力,如圖2-2所示。電荷這一特點常簡稱為同性相斥,異性相吸。電荷顯電性,使它周圍產(chǎn)生電場,電荷之間的作用力就是通過電場發(fā)生的。
導(dǎo)體中存在著自由運動的電子,將一段銅絲里電子的無規(guī)則運動放大,如圖2-3 (a)所示,其中黑點代表電子,箭頭表示電子運動方向。導(dǎo)體中電子在受到外電場作用時,無規(guī)則運動將變?yōu)橛幸?guī)則運動,如圖2-3 (b)所汞。在銅絲兩端加一節(jié)電池時,電池電壓就在銅絲兩端產(chǎn)生電場,使電子沿逆電場方向在導(dǎo)體內(nèi)從左向右運動,形成電流,這表明導(dǎo)體導(dǎo)通電流是靠自由電子定向運動實現(xiàn)的。
2.電容器充電的過程
圖2-4 (a)中開關(guān)S未閉合時,A極板上有質(zhì)子帶的正電荷和電子帶的負(fù)電荷,B極板上同樣有正電荷和負(fù)電荷。
開關(guān)s閉合以后,A極板就通過導(dǎo)線、開關(guān)與電源E的負(fù)極連接,B極板通過導(dǎo)線與電源正極連接。由于電池正極聚集大量正電荷,就將導(dǎo)線ab中的負(fù)電荷吸到a端來,b端就剩下正電荷,在導(dǎo)線b端正電荷作用下,又將B極板中負(fù)電荷吸出來,B極板就只剩下正電荷。這一過程實質(zhì)是在電源電壓的作用下,使B極板中的電子源源不斷地沿導(dǎo)線從b端向a端運動到電池正極。B極板中負(fù)電荷減少,等于正電荷增多。根據(jù)同樣的靜電感應(yīng)原理,電池負(fù)極的電子也通過導(dǎo)線和開關(guān)源源不斷地運動到A極板上,使A極板上負(fù)電荷增多。這一過程常稱為給電容器充電?梢岳斫鉃橄螂娙萜鰽極板充入負(fù)電荷,向B極板充入正電荷。充電的結(jié)果是A極板上聚集負(fù)電荷,B極板上聚集正電荷,這就是電容器儲存電荷的原理。
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