物理 电容是什么?

初次见到电容,应该只有一行冷冰冰的公式:C=$\frac{Q}{U}$。它表示电容器储存电荷的能力。不知道大家第一次见它是什么反应,反正我是蒙的。
嗯,然后其实它很好理解,类比一下就行。
$\Large{一、类比}$
先想象有一个装着水的圆柱形杯子。
我们把电荷与水进行类比。
V=S*h
V~Q
S~C
h~U
V是水量,对应电荷量Q;S是底面积,是“装水的能力”“单位h能装的水量”,对应电容C“装电荷的能力”单位U能装的电荷量”;h是高度,对应电压U。
不想看下面解释的(其实建议看)就直接看三也行,这个类比肯定不止于此。
$\Large{二、解释}$
Q是电荷量,是用来度量 荷 的。
水的“荷”是什么呢?质量m。你可以把它叫质荷量。(当然不一定正经哈)
如果不是很懂的话这里建议停下来先体会一下Q与m的相似之处。
接下来是$\varphi$。$\varphi$是电势,是“势”。水有什么“势”呢?重力势。注意重力势与重力势能是不一样的,虽然几乎一样[doge]。
电势$\varphi=\frac{E_{电}}{Q}$,是电势能除以电荷。
势 等于 势能 除以 荷。它描述了单位 荷 所携带的势能,是一个类似于场(其实就是)的量。
那么重力势能就会对应有重力势,重力势等于重力势能除以质荷,就是$\frac{mgh}{m}=gh$。
好的现在我们的关注点就可以放回水杯上了。
我们将杯子放在地面上,这样顶部重力势为gh,底部为0,重力势差H=gh;看电容器,我们以负极为零势能面,这样正极电势为$\varphi$,负极为零,电势差$U=\varphi$。
对于水杯,有如下式子:
$m=\rho V=\rho S H$
而对电容器:
$Q=C U$
其中Q对应m,U对应H,那么C已经呼之欲出了:$C=\rho S$
$\rho$跟容器本身并无关系,C其实就是对应S,也就是容器的底面积。
如果要再简单一点,直接记V=Sh也可。
$\Large{三、延伸}$
关于电容也不只有上面这一个式子。这个理解我们也可以用于其它地方,比如:
电容的串并联;
电容的额定电压与击穿电压;
……
大家也可以再想想有没有其它的呀~(绝对不是帖主想不到其它的了)
共2条回复
时间正序