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电场与在电容器中的应用
发布时间：2018-10-23 文章来源：敏创原创 点击次数：
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电场
什么是电场？
电场是存在于带电粒子周围的空间中的特殊状态。这种特殊状态会影响放置在电场中的所有带电粒子。电场的真实性质以及电荷的真实性质对于科学家来说仍然是未知的，但是可以使用已知的方程来测量和预测电场的影响。
就像磁铁在其周围产生一个看不见的磁场，可以通过在其磁场中放置第二块磁铁并测量作用在磁铁上的吸引力或排斥力来检测，电荷产生的电场可以通过测试来检测收费。当测试电荷置于电场内时，吸引力或排斥力作用于电场。这种力称为库仑力。实际上，磁场和电场并不是完全独立的现象。随时间变化的磁场产生 - 或“诱导”电场，而移动电场引起磁场作为运动的直接结果。因为这两个场是如此紧密连接，所以磁场和电场被组合成一个统一的电磁场。
电场定义
电场可以定义为矢量场，其描述在场中引入的测试粒子的电荷与施加在该带电测试粒子上的力之间的关系。
在E是电场的情况下，F是施加在引入场中的测试粒子上的力，q是测试粒子的电荷。电场单位是伏特/米[V·m -1 ]或牛顿/库仑[N·C -1 ]。
电场在电容器中的应用
电磁学是一门研究静电和动电荷，电场和磁场及其各种影响的科学。电容器是使用电场存储电势能的装置。因此，电容器受电磁规则支配。本文将定义和概述了解电容器工作原理所需的一些术语。在本文中，将认为电场在空间的所有点都是均匀的。
电势能
电势能是带电粒子在电场中的势能，其由作用在粒子上的库仑力产生。它被定义为将粒子从参考点（通常无限远）带到测量电势能量的空间点所需的工作量的负值。电势能量的单位是焦耳[J]，与物理学中的工作量相同的单位。
电位
电势，也称为电场势，是带电粒子在空间中的某个点处具有的电势能量。电压，也称为空间中两点之间的电位差，是这两点的电位差。用于电位的单位是伏特[V]，以意大利物理学家亚历山德罗·沃尔塔命名。相同的单位用于电压。均匀场中两点之间的电势是这两点之间场强差的负值。
电场强度
在简单的平行板电容器中，施加在两个导电板之间的电压在这些板之间产生均匀的电场。电容器中的电场强度与施加的电压成正比，并且与板之间的距离成反比。该因数限制了电容器的最大额定电压，因为电场强度不得超过电容器中使用的电介质的击穿场强。如果超过击穿电压，则在板之间产生电弧。这种电弧可以立即破坏某些类型的电容。用于电场强度的标准单位是伏特每米[V·m -1 ]。
电容
电容代表身体储存电荷的能力。这种能力用于电容器中以通过维持电场来存储电能。当电压施加到电容器时，一定量的正电荷（+ q）累积在电容器的一个极板上，而等量的负电荷（-q）累积在电容器的另一个极板上。它被定义为：
其中C是电容，q是板上累积的电荷量，V是电容器两个极板上的电压。
电容是电容器几何形状的函数。诸如板的面积，板之间的距离和电容器结构中使用的电介质的介电常数等因素都会影响所得到的电容。在简单的平行板中，电容与板的面积和介电常数成正比，而与板之间的距离成反比。用于电容的单位是法拉德[F]，以迈克尔法拉第命名，他是电力和磁力研究的先驱。
存储在电容器上的能量
电容器是用于在电路中存储电能的装置。提供给电容器的能量以电场的形式存储，该电场在电容器的极板之间产生。当电压施加在电容器上时，一定量的电荷累积在电路板上。存储在电容器上的能量是：
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