電容器存儲電荷的原理
發布時間:2011/9/27 14:06:54 訪問次數:4082
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,鋁片上連接的導線是電極,兩鋁片之間的空氣是這個電容器的電介質,簡稱介質。下面就從電學有關基礎知識開始,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,另一種叫負電荷,電子帶的電荷是負電荷,質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,使它周圍產生電場,電荷之間的作用力就是通過電場發生的。
導體中存在著自由運動的電子,將一段銅絲里電子的無規則運動放大,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。導體中電子在受到外電場作用時,無規則運動將變為有規則運動,如圖2-3 (b)所汞。在銅絲兩端加一節電池時,電池電壓就在銅絲兩端產生電場,使電子沿逆電場方向在導體內從左向右運動,形成電流,這表明導體導通電流是靠自由電子定向運動實現的。
2.電容器充電的過程
圖2-4 (a)中開關S未閉合時,A極板上有質子帶的正電荷和電子帶的負電荷,B極板上同樣有正電荷和負電荷。
開關s閉合以后,A極板就通過導線、開關與電源E的負極連接,B極板通過導線與電源正極連接。由于電池正極聚集大量正電荷,就將導線ab中的負電荷吸到a端來,b端就剩下正電荷,在導線b端正電荷作用下,又將B極板中負電荷吸出來,B極板就只剩下正電荷。這一過程實質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線從b端向a端運動到電池正極。B極板中負電荷減少,等于正電荷增多。根據同樣的靜電感應原理,電池負極的電子也通過導線和開關源源不斷地運動到A極板上,使A極板上負電荷增多。這一過程常稱為給電容器充電。可以理解為向電容器A極板充入負電荷,向B極板充入正電荷。充電的結果是A極板上聚集負電荷,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,鋁片上連接的導線是電極,兩鋁片之間的空氣是這個電容器的電介質,簡稱介質。下面就從電學有關基礎知識開始,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,另一種叫負電荷,電子帶的電荷是負電荷,質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,使它周圍產生電場,電荷之間的作用力就是通過電場發生的。
導體中存在著自由運動的電子,將一段銅絲里電子的無規則運動放大,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。導體中電子在受到外電場作用時,無規則運動將變為有規則運動,如圖2-3 (b)所汞。在銅絲兩端加一節電池時,電池電壓就在銅絲兩端產生電場,使電子沿逆電場方向在導體內從左向右運動,形成電流,這表明導體導通電流是靠自由電子定向運動實現的。
2.電容器充電的過程
圖2-4 (a)中開關S未閉合時,A極板上有質子帶的正電荷和電子帶的負電荷,B極板上同樣有正電荷和負電荷。
開關s閉合以后,A極板就通過導線、開關與電源E的負極連接,B極板通過導線與電源正極連接。由于電池正極聚集大量正電荷,就將導線ab中的負電荷吸到a端來,b端就剩下正電荷,在導線b端正電荷作用下,又將B極板中負電荷吸出來,B極板就只剩下正電荷。這一過程實質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線從b端向a端運動到電池正極。B極板中負電荷減少,等于正電荷增多。根據同樣的靜電感應原理,電池負極的電子也通過導線和開關源源不斷地運動到A極板上,使A極板上負電荷增多。這一過程常稱為給電容器充電。可以理解為向電容器A極板充入負電荷,向B極板充入正電荷。充電的結果是A極板上聚集負電荷,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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