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电容器充放电过程中能量损失问题的讨论

电磁学专题 ——. 电容器充放电过程中能量损失问题的讨论. K. q 2. q 1. K. C. C 1. C 2. 1. 设有两个电容器， C 1 带电量 q 1 ， C 2 带电量 q 2 ，现将 两电容器连成如图所示 : (1) 系统在连通前后静电能有何变化。 (2) 若静电能减少，分析静电能损失的原因。 2. 电容器充电过程能量的转化. 一 . 问题的提出. 下一页. 上一页. 所以. 二 . 电容器并联前后静电能. 1. 两电容器连通前，两电容器的总静电能. 2. 开关接通后，两电容器上的电量重新分布

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Presentation Transcript

  1. 电磁学专题—— 电容器充放电过程中能量损失问题的讨论 南京师范大学物科院

  2. K q2 q1 K C C1 C2 1.设有两个电容器，C1带电量q1，C2带电量q2，现将 两电容器连成如图所示: (1)系统在连通前后静电能有何变化。 (2)若静电能减少，分析静电能损失的原因。 2.电容器充电过程能量的转化 一.问题的提出 下一页 上一页 南京师范大学物科院

  3. 所以 二.电容器并联前后静电能 1.两电容器连通前，两电容器的总静电能 2.开关接通后，两电容器上的电量重新分布 电势相等 电荷守恒 下一页 上一页 南京师范大学物科院

  4. 系统的总静电能： 3.两电容起连接前后，静电能的损失 静电能损失的分析 (1)实际的电路,导线中或多或少存在着电阻,用等效电租R表示. (2)导线回路可视为一个单匝线圈,其等效自感系数用L表示. 下一页 上一页 南京师范大学物科院

  5. R i u1 u2 C2 C1 L 设q为0-t时间内从 c1上流走的电量. u1为t时刻C1上的电压u2为t时刻C2上的电压 写出回路电压方程 下一页 上一页 南京师范大学物科院

  6. 两边同乘以idt,并对t从 积分,得： 下一页 上一页 南京师范大学物科院

  7. 下一页 上一页 南京师范大学物科院

  8. 可见: (1)电阻上消耗的焦耳热恰好等于电容器静电能的减少 (2)静电能的减少量即电阻上消耗的能量与电阻R的大小无关 (3)R、L的大小决定电路达到稳定需要的时间. (4)若R=0回路构成LC振荡电路 (5)实际上有一部分能量成为了电磁辐射能.. 下一页 上一页 南京师范大学物科院

  9. 在此过程中流过电源的总电量 电源作功: 所以: 能量损失在何处? 两边同乘以idt并对t从 积分(idt=dq) 三.电容器充电过程的能量损失 如图所示电源对电容器充电,充电完毕后电容器所储静电能: 分析:设电路的等效电阻为R 下一页 上一页 南京师范大学物科院

  10. 分析:设电路的等效电阻为R 两边同乘以idt并对t从 积分(idt=dq) 下一页 上一页 南京师范大学物科院

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