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靜電學:平板電容器

描述

P3.1.7.4 測量平行板電容器內部的電場強度

P3.1.7.5 測量平行板電容器內部電場強度隨介質變化的關係

P3.1.7.6 測量導體板前帶電球體的電場強度(鏡像電荷)

使用電場計 S 可以測量平板電容器中的電場強度。電場強度取決於所施加的電壓 和電容器板之間的距離

\(E= \frac{U}{d}\)

 

或者,電場強度 可以從電容器板上的電荷 計算得出:

\(E = \frac{Q}{ \varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot A}\)

 

這裡, 還取決於電容器板的面積 和板間材料的介電常數。 在實驗 P3.1.7.4 中,確定了電場強度 對施加電壓 和板間距離 的依賴性。首先,保持板距離不變,改變施加電壓 的值並測量電場強度。然後,保持電壓 不變,確定電場強度 對板間距離 的依賴性。 實驗 P3.1.7.5 的目的是研究介電常數 對電場強度 的影響。首先,在保持施加電壓 不變的情況下,在電容器板之間放置介電質(玻璃、塑料),並測量電場強度。

 

其次,將帶電的電容器與電源斷開。然後,移除介電質並再次測量電場強度。 在實驗 P3.1.7.6 中,測量與帶電球體相距 的導電板表面的電場強度。板前的電場梯度相當於一個帶相反電荷的球體在與該球體距離兩倍的情況(鏡像電荷)。這導致與自由球體相比電場強度加倍。

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