Excel用于优化设计电容器尺寸

1 同轴柱形电容器的优化，设计两个同轴柱形导体构成了同轴柱形电容器．设电容器的内、外导体壳半径分别为r和R，长度为L(L≥R—r)，两导体壳层之间所填充电介质的介电常量为ε，其击穿场强为Emax(图1)．在外半径R一定的情况下，如何选择内圆筒导体半径r，使得设计出的电容器可以承受的电压最大?     

“电磁学”教学问题两则

1.不接地导体壳内的电荷改变位置不影响壳外电场分布的问题。 在电磁学讨论静电屏蔽时,常出现这样的问题:如图1所示,点电荷q在导体壳内移动位置时,壳外的电场分布是否改变见了这问题采用唯一性定理是易于解决的.但在普通物理范围内,如何解决呢;我们以球形导体壳为例加以说明.如图2所示,设导体壳为球形壳,在球心放置一点电荷q,此时球壳上的电势为当q从球心移到a点(离球心为r)时,设球壳上的电势为U’.由于导体是等势体以及球对称性,q在以r为半径的球面上任一处,导体壳上的电势均为U’。设 电荷Q均匀地分布在半径为r的球面上,则带电为Q 的球…     

电学—题解

电学—题解解因金属球带电量为Ｑ，由高斯定理及电荷守恒定律可知导体球壳的内表面带电量为－Ｑ，球壳的外表面带电量为＋Ｑ．Ｂ部分受的总力等于Ｂ部分内外二表面所受库仑力的矢量和．在Ｂ部分半径为ａ的球面上任取小面元ｄＳ，如图所示．小面元面积用球坐标表为，则ｄＳ...     

论(MnF6)4-团簇光谱参量Dq的R-n律

用配位球壳势模型研究了络合分子中过渡金属离子光谱参量Dq与金属-配体间键长R的R-n律关系。结果表明指数n的变化趋势依赖于配位球壳半径R的增大或减小,在点电荷模型下n值将小于5且随R的减小而减小。在(MnF6)4-团簇键长的实验范围内(R=0.207nm←→0.214nm),理论计算值n=4.488与实验观测值n=4.45符合得很好。     

导体球壳上感应电荷及空间电场的分布(1)

本文利用镜象法讨论了在接地导体球壳附近有点电荷时，空间的电场分布和球壳表面上感应电荷的分布。     

导体球壳上感应电荷及空间电场的分布(2)

本文利用镜象法讨论了在不接地导体球壳附近有点电荷时，空间的电场分布和球壳表面上感应电荷的分布。     

论(MnF_6)~(4-)团簇光谱参量D_q的R~(-n)律

用配位球壳势模型研究了络合分子中过渡金属离子光谱参量Dq 与金属 -配体间键长R的R-n律关系。结果表明指数n的变化趋势依赖于配位球壳半径R的增大或减小 ,在点电荷模型下n值将小于 5且随R的减小而减小。在 (MnF6) 4-团簇键长的实验范围内 (R =0 .2 0 7nm←→ 0 .2 14nm) ,理论计算值n =4.488与实验观测值n =4.45符合得很好。     

外界干扰不会影响平行板电容器极板间的电位差吗?

如所周知,实践中所使用的电容器,共电容在通常情况下都是稳定的。道理何在呢?假如电容器是由一块封闭的有空腔的导体B与一块置于B的空腔内的导体A所构成,如图1。人们熟知,由于导体B的静电屏蔽作用,这电容器所带的电荷(即导体A表面和导体B内表面上所带的电荷),由这些电荷所激发的电场,以及导体A与导体B之间的电位差,均不受外界干扰的影响。亦即不论周围电场如何.,也不论导体B接地与否,上述电荷分布、电场和电位差都保持不变。因而,按电容器电容的公式: 该电容器的电容也保持不变。但是,对平板电容器而言,构成电容器的任一块平板都不是封…     

关于均匀带电球壳表面场强的研究

众所周知,均匀带电球壳在其内部产生的电场强度为零,在其外表面附近产生的电场强度为kQ/R2.那么球壳上产生的电场强度是多少呢?教学过程中很多学生提出了这个问题,不少学生甚至有的教师都认为球壳上的电场强度和球壳外表面附近是     

2012年高考统一考试理综卷第25题评析

题目:(2012高考大纲版第25题)一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k.设地球的半径为R.假定地球的密度均匀.已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零,求矿井的深度d.分析:(1)乍一看:此题很简单,由单摆周期公式     

关于地球电场,电荷和电势状况

本文根据国内外资料，讨论了地球电场、电荷和电势的状况．指出：地球与大气层间组成了一个球壳“电容器”，其电容为 １．６７Ｆ，地面带负电 ３．０ × １０５Ｃ，大气层带正电３．０×１０５Ｃ，以大气层为零电势的话，地面电势则为－ ５．０ × １０５Ｖ．地面平均场强为－ １２０Ｖ／ｍ．分析了地面与大气层间电势差稳定的原因，它们之间存在着复杂的电荷交换，但始终维持电荷分布的动态平衡．     

空腔导体内、外两个点电荷之间的相互作用力为零吗?

有如图所示的闭合金属壳(即空腔导体)。q1和q2是位于该金属壳内、外的两个点电荷,有人根据空腔导体有屏蔽作用这一性质,认为q1和q2之间的相互作用力为零.这当然是错误的.实际上我们可以证明q2和壳外表面(即S2面)上的所有电荷在空腔内所产生的合场强为零,因而q1所受的这合场强的作用力为零.但这并不是单独一个q2对q1的作用力为零.至于q1对q2的作用力同样也不为零,只是可以证明q1和壳内表面(即S1面)上所有电行在壳外任一点的合场强为零.单独的q1在q2所在处激发的电场场强并不为零,对q2的作用力也不为零.一般所说的静电屏蔽作用,是指壳外电行q…     

全膜脉冲电容器电热老化分析

全膜脉冲电容器是脉冲功率系统的重要储能单元,其寿命影响着整个系统的可靠性。在脉冲工况下,全膜脉冲电容器的失效多为突发失效,且寿命的分散性较大。为探究全膜脉冲电容器老化失效机理,开展了其寿命试验及电场与温度场的仿真。利用LTD基本放电单元（Brick）实验腔体对电容器进行寿命测试并获得失效电容器,分析了失效电容在不同故障形式下的失效原因,并利用有限元分析软件对电容器局部“电场易畸变”区域进行了电场仿真,说明上述区域存在的畸变电场是发生绝缘介质击穿的主要原因;对电容器进行温度场分析,发现电容器温度与充放电频率成正相关,温度最高点位于电容器几何中心处附近,在充放电频率较低时,电容器温升不明显,说明在较低充放电频率下,电容器绝缘介质老化以电老化为主,而非热老化。     

静电屏蔽作用是不是“只对内而不对外”?

我们先来考虑一个有趣的问题。设有一球心为O的导体球壳,空间可分为导体本身、球壳外及球壳内三个区域。现在来分析两种情况下发生的问题: (1) 若在球壳外任意B点放一点电荷q,则球壳内任意A点的电场強度是否为零? (2) 若在球壳内任意的A点放一点电荷q,则球壳外任意的B点的电场強度是否为零?答     

一道电学题

一根半径 R=1mm的长直铜线,其中通有随时间变化的电流 I=tA(t为时间),试求离导线 10 cm处的感生电场.参考答案: 研究图1所示的宽度为d、长为1的知形面积,在这个区域内的磁场为因此可计算出穿过矩形面积的通量为由法拉第定律,有且E是与导线平行的(由楞次定律可知).故有E0为导线中心的感生场,E0=0,所以有请注意,导线表面的感生电场是与导线的半径无关的,即在离导线10 cm处,E10cm10-0V/m一道电学题$湖南师大@罗维治     

任意形状带电导体表面的场强

 一、导体表面的实际场强静电平衡状态下任意形状带电导体的电荷一定分布在导体表面,实际的电荷层厚度不可能为零。带电导体表面的场强,是对电荷层外表面而言的。用高斯定理求解导体表面的场强时,要么承认电荷层有厚度,考察点可以贴着导体表面,也可以在导体外并无限接近表面;要么把电荷层当作厚度为零的面电荷,则考察点必须在导体外并无限接近导体表面。这两种思维方式都是为了过考察点做平行于表面的高斯面时,把考察点附近区域的电荷置于高斯面内,二者对求解导体表面的实际场强是等价的。当考察点处电荷面密度为σ,可得该处表面场强大小E=σε0,方向垂直于该处的表面(σ电性为正时向外,为负时向内)。     

基于三导体同轴线和Tesla变压器的脉冲形成线理论分析

 提出一种由三导体同轴线构成的脉冲形成线技术方案,利用中筒改善内外筒间电场分布,提高平均场强,从而获得更高的形成线电压及储能。利用双次级Tesla变压器为形成线充电,简单分析了电路特点及次级电压波形,给出两个筒间隙电压达到恰当比例对应的充电时间。通过优化内筒、中筒半径,得到形成线电压和储能曲线,结果表明:外筒半径固定时,形成线电压和储能均存在最大值。特别分析了有效储能问题,给出了有效储能曲线和能量效率曲线。     

两个带电导体球问题的近似解法

美国大学研究生考题中常有关于带电导体球问题,如:求半径为a相距d的两个带电导体球间电容、相互作用能或作用力;或带电导体球与接地导体平板间电容或作用力;求二球形电极间电阻等。这类问题可以有很多变化,但解法相同。 例1:两半径为a相距d的带等量异号电荷的导体小球,d>>a,求其电容、相互作用能和作用力(准确到　的一次幂)。 分析:由于要准确到　的一次幂,两球间距不能视为无限大。如图1,设球A带正电,球B带负电,由于d>>a,作为零级近似,忽略两球间的静电感应。球外电位可简单地用位于A球球心点电荷q和位于B球球心的点电荷-q激发的电位迭加…     

电象法解题一例

电象法是电磁学中,用来求解带电物体组在一定区域内电磁场宏观问题的一种特殊方法,在解决实际问题有着一定的应用。在此就应用该方法求解问题,提出一些看法。 一个半径为R的薄导体球壳,内有一点电荷q,位于距球心a处(如下图所示)求球壳内任一点的势,(整个系统处于介电常数为ε0的无穷大介质中)。 现把有的书对此题的解法简述如下: 用球壳外的一个象电荷q′代替球壳上感应 电荷的效应。根据题所给的条件,很容易得 出:　。若没加入象电荷q′, 则球面是一个电位不为零的等位面。加入q′ 后,使球面电位为零了,为了保持球面的电位 不为零,需要在…     

错误的根源在于混淆了质心与重心吗?

1一道习题引起的思考 有这样一道习题：一个半径为尺，质量为M的均匀实心球体，球心为O，在该球内挖出一个半径为R/2的空腔，距球心O为L=2R的位置处有一质量为m的质点，如图1所示．求阴影部分球体与质点m之间的万有引力大小．