用电阻定义式求特殊电容器直流电阻

在电子线路工程及其教学过程中,都需要对电容器的直流电阻进行计算.然而,对一些特殊形状的电容器的直流电阻计算,普遍采用的电流密度法是比较麻烦的.本文根据电阻定义式,结合电阻的串联和并联的简洁关系,简单明了地对球冠形电容器、柱冠形电容器和正多棱柱形电容器等的直流电阻进行了计算,并给出相应的定量表达式.     

利用倍分法设计和改进电容器实验

1教学中实验存在的问题"电容器的电容"这节课的教学重点是定义电容器的电容和探究影响平行板电容器电容的因素.用比值定义法定义电容,教材是这样表述的,"实验表明,一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极间的电压U成正比,比值Q U是一个常量."但教材并未给出此实验的具体方案.如果没有实验探究,仅凭讲解,学生很难理解Q U是一个常量的事实.因此,非常需要设计一个研究电容器两极间电压U与电荷     

“用静电计测量平行板电容器电容与哪些因素有关”的实验分析

静电计是高中物理静电实验中常用的且非常重要的仪器,它在教材"电容器电容"一节中出现,用静电计测量已经充电的平行板电容器两极板间的电势差U,研究影响平行板电容器电容大小的因素.但是在课堂教学中,上述实验的演示效果时好时坏,主要表现在静电计指针的偏转角θ变化时大时小.为什么演示效果不稳定?怎样才能达到让人满意的实验效果呢?我们试作讨论.     

作用在平行板电容器中一片电介质的力

在一些物理学的教科书中,利用虚功原理计算了作用于插入平行板电容器的一片电介质的力.[1],[2]但没有从物理原因上进行分析.这就会产生这样的问题,即垂直方向的电场,怎么会有水平方向的力作用于电介质上?本文通过对于电介质受力的微观机制的分析,计算作用于这片均匀电介质的力.一、电介质受力的微观机制 在电场中的电介质要受到电场作用而极化.在平行板电容器的极板间,插入一片电介质,由于电容器边缘区不均匀电场的作用,电介质中极化的电偶极子排列也是不均匀的.图一是这种情况的示意图. 图一电容器的极板,在z方向宽w,x方向长为L. 在X=X0…     

固体离子双电层电容器主要参数的直流测试方法

快离子导体的一个重要应用领域是固体离子器件[1].双电层电容器就是一个例子.无极性固体离子双电层电容器的物理模型如图1所示.图2的虚线框内是它的等效线路.Cd是两个双电层电容串联的总电容(由于Cd很大,可以忽略体电容的贡献);Rs是等效串联电阻,主要是离子导体的电阻; R1是漏电阻,它表征双电层电容器泄漏电流的能力.Cd,Rs及R1是决定离子电容器性质的三个主要参量.由于Cd大,Rs的值也十分可观,用通常的电容电桥无法测试,因此人们通常进行直流测试.文献[2]报道了恒流充电测试Rs和Cd的方法.我们在研究离子双电层电容器的过程中采用了两种…     

基于DIS的电容器充放电实验

利用DIS实验系统探究电容器充放电的特性,直观地显示电容器充放电过程中电流和电压随时间的变化规律.通过即插式可调电阻改变放电电路中阻值的大小,可以控制电容器放电的时间.     

电容器充放电实验演示仪

普通高中课程标准实验教科书《物理·选修3—1》,第一章第八节电容器的电容中电容器的充放电是难点．电容器的充电、放电过程是短暂的,不容易捕捉和观察．但是充放电过程本身又包含了电容器的工作原理,所以在课堂中有必要对电容器的充放电过程进行放大,从而加深学生对电容器工作原理的认识．为此笔者制作了一套多功能电容器充放电演示仪,教学效果较好．     

电化学超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器是一种利用电化学双电层储能或在电极材料表面及近表面发生快速可逆氧化还原反应而储能的装置,具有高的比功率、比能量和长的循环寿命.文章综述了超级电容器电极材料的储能机理、特点及应用,并重点介绍了石墨烯、二氧化锰及其复合电极材料在超级电容器中应用的最新研究进展.     

对称椭圆弧柱板电容器的电容

在椭圆柱板上开缝的椭圆柱板电容器是电容器的一种形式.本文用保角变换的方法求解了缝宽不等的对称椭圆弧柱板电容器的电容值.由儒可夫斯基变换和分式线性变换,将对称椭圆弧柱板变换成为对称圆弧柱板,并再变换成为斜板电容器形式,利用对称斜板电容的结果求出缝宽不等的椭圆弧柱板电容器的电容.     

有关电容器上静电能的推导

高中教师在辅导学生物理竞赛和教研工作中,在推导电容器上静电能E=12CU2和应用E=12CU2解题时,经常存在困扰.为此,笔者就如何准确的推导电容器上静电能以及公式E=12CU2中各量的应用意义作以科学的推导和说明.极板间的电压为U,电容器的电容为C,则在充电过程中,电能     

利用演示 讲好电容器

电容器是电气设备中的重要元件之一,它在电子技术和电工技术中有着重要的应用.它的主要参数是容量、耐压及误差等级,它的导电特性是通交流电隔直流电.要使学生能理解这些内容,仅凭老师的讲述是不够的,因此要充分利用演示来讲好电容器.1　用演示引入新课讲课开始时,让学生观察课     

非平行板电容器电容计算的修正

在计算非平行板电容器的电场和电容时,以往文献大多忽略分布在电容器外部的电荷.本文将电容器外部电荷纳入计算过程,用三种方法得到更加准确的非平行板电容器电容,较其他文献新增了修正项.     

开缝椭圆柱板电容器的电容

在求解与平面场有关的问题时,保角变换方法是一种常用的非常有效的方法,利用保角变换求解柱形电容器的电容,可以将较为困难的问题变换为简单的电容的求解.由两个圆弧柱或两个椭圆弧柱极板构成的电容器是较为重要的柱形电容器,文献[1]求解了对称圆弧柱构成的电容器的电容,在此基础上本文利用幂变换的方法求解开缝不对称圆弧柱极板电容器的电容,并再次利用儒可夫斯基变换,将开缝不对称椭圆柱极板变换为对称圆弧柱极板形式,利用对称圆弧柱板电容的结果求出开缝椭圆柱极板电容器的电容.     

3D多孔FeC_2O_4/石墨烯电极用于高性能25 V水系非对称超级电容器（英文）

本文制备的三维多孔结构FeC_2O_4/石墨烯复合材料,在不添加粘结剂时可作为超级电容器电极.复合材料由大孔石墨烯和微介孔FeC_2O_4组成.通常,水分解电压为1.23 V,对于以水系为电解液的不对称超级电容器,电压窗口限制为2V.当以FeC_2O_4/rGO水凝胶作为负极,以纯rGO水凝胶作为正极时,在KOH(1.0mol/L)电解质中不对称超级电容器电压窗为1.7 V,在中性Na_2SO_4(1.0 mol/L)电解质中可达到2.5 V,相应地,组装的非对称电容器性能优异,能量密度为59.7 Wh/kg.通过将具有微介孔结构的金属氧化物与石墨烯相结合,制备在不添加导电剂和粘合剂时直接用于组装不对称超级电容器的电极材料.     

谈谈电容器串并联

电容器的性能规格中有两个指标，一是它的电容量，一是它的耐压能力．使用电容器时，两极板所加的电压一定要小于或等于它的耐压值，否则电容器会被击穿．在实际工作中，当单独一个电容器的性能规格不能满足要求时，可把几个电容器并联或串联起来使用．     

大气离子及其效应

 地球表面的大气层是一个巨大的球面电容器,其一面是固体和液体的地球表面,带负电;另一面是120千米以外的电离层,带正电.这个电容器内部的大气层中存在着正离子和负离子,所以在不断地放电.据估计,大气放电的总功率达数亿千瓦.大气中的离子由于放电、复合等过程而减少的同时又在不断生成.镭的衰变,放射性辐射,光电效应,太阳的紫外辐射和微粒辐射.     

神秘的超级电容器

电容是物理学的基本概念,电容器是电工电子线路中的基本元件.本文从微观结构、储能机理等方面 简单介绍超级电容器.并结合传统电容器概念及影响容量参数等因素阐述超级电容与物理电容的区别,从而揭示 了超级电容容量远大于物理电容的原因     

关于新教材“电容器充、放电实验”的商榷

在2019年6月第1版(人民教育出版社)普通高中教科书《物理·必修》第三册中,教材提供的电容器充放电电路图与相应的实验描述存在争议.由于电压表直接接在电容器的两端,教材对充放电的表述会让学生误认为电压表对电容器的放电不产生影响.通过实验检验,对教材中的不妥表述进行了更正,并提供了合理且现象明显的充放电电路.     

被吸入电容器的金属片振动过程的功能关系

电中性的金属片被电容器所带电荷吸入其中而发生振动.这里讨论的问题:有或无阻尼时金属片的振动规律;电场力使金属片加速或减速运动过程中的功能转换;金属片振动过程中保持电容器的电量或电压不变,储能的变化;金属片的每一振动周期电源供给电容器的能量;电容器的电压、电量等参数的周期性变化.     

电容器被击穿的演示

电容器是电气设备中的重要元件之一,在使用时,加在电容器两极上的电压不能超过极限电压(即击穿电压)。否则,电容器介质会被击穿,以致电容器损坏。中学生对电容器击穿造成的后果毫无感性认识,因此在教学中做一次在击穿电压下的电容器实验,很有必要。现将实验装置和演示方法等介绍如下。一、实验装置和演示方法实验装置和器材的主要规格如图所示。