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求指教:和电容器概念相关的一个理论证明

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楼主: ittechbay
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xuplastic| | 2016-2-10 12:08 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览
戈卫东 发表于 2016-2-10 11:40
问题是现实中“真空”这种介质你无法得到

笑,你这是故意抬杠

现代真空系统已经能轻松达到1E-6Pa的真空度,再加上空气本身介电常数和真空相差很小,所以即使在ppb量级上也是可以忽略的

电学系统在各种工程学系统中线性度是最好的


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xuplastic| | 2016-2-10 12:25 | 只看该作者
我感觉楼上都是误解楼主的意思了,他的意思是对于一个任意形状的电容器(但是别的特性都是理想的),还符不符合Q=CV这个电容器公式?

答案肯定是符合的,只是说电场分布不是均匀的,要利用很复杂的数学工具,高中那点知识肯定是不够的!

如果这个电容器别的特性都不是理想的,那就太复杂了,有无数种导致公式不符合实际的情况,比如电容有漏电,那肯定就不符合了,介质极化了,电容变电池了!

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戈卫东| | 2016-2-10 12:27 | 只看该作者
你都说了是“可以忽略”。。。。。。这真的变成抬扛了。。。。。。好没有意思啊。。。。
中学教科书本来就是讲的简化的理想模型,扯上“现实”好像真的不应该啊。。。。

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maychang| | 2016-2-10 12:38 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2016-2-10 11:48
近似线性,因为二次以上的被看不见了。

入射光是红外,出射光就可以是很鲜艳的绿色。此处恰好入射看不见,出射可以看见。

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maychang| | 2016-2-10 12:41 | 只看该作者
xuplastic 发表于 2016-2-10 12:25
我感觉楼上都是误解楼主的意思了,他的意思是对于一个任意形状的电容器(但是别的特性都是理想的),还符不 ...

需要用到的数学工具一点都不复杂。静电场是保守场,足够了。

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maychang| | 2016-2-10 12:46 | 只看该作者
xuplastic 发表于 2016-2-10 12:25
我感觉楼上都是误解楼主的意思了,他的意思是对于一个任意形状的电容器(但是别的特性都是理想的),还符不 ...

最简单的电容器并不是平行板,而是同心球电容器。
当年卡文迪什建立电容量概念,就是用同心球做的实验。

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Lgz2006| | 2016-2-10 13:05 | 只看该作者
大家过年好,祝春节快乐(✪▽✪)

其他人站在不同角度发表观点,都没有本质或基础的问题。
倒是楼主提问反映出一些非常问题。譬如“基本概念”要精密实验还是数学理论证明;“无限大”作为证明充要条件;“每块极板电量q”是个啥概念等。甚至都怀疑【引入电容概念的正确性】,可想像到【欧姆定律的电阻R概念】同样可以遭到质疑。书”读多"了就跟酒喝多了差不多吧!

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HWM| | 2016-2-10 13:29 | 只看该作者
给个简单证明:

前提:1)介质线性;2)仅考虑静电场

前导知识:1)麦克斯韦方程的线性性,加之介质是线性的,则电磁场的解满足线性叠加性;2)静电场的唯一存在定理——一个导体系统(含多个导体)的静电场解由其各导体(n=1,2,....)的电荷Qn(n=1,2,....)唯一确定。

由此,对于Qn(n=1,2,....),若其解为E(空间的向量),则kQn(k为实常数)的解为kE(利用线性叠加特性)。而由于静电场解的唯一存在性,可知kE就是其唯一解。根据静电场中电位差(或电压)U与电场强度E关系(E=-∇U),可知对于kQn(n=1,2,....)系统的相关电位差(电压)为kU。即

    (kQ)/(kU)=Q/U=C

证毕。

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玛尼玛尼哄| | 2016-2-10 14:18 | 只看该作者
中值定理。

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xukun977| | 2016-2-10 14:42 | 只看该作者
要求是简单媒质,然后忽略边缘效应。其他的就没有什么了。

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linqing171| | 2016-2-10 18:56 | 只看该作者
假设在电容中间有个点电荷,然后假设在平行板上有电荷,然后对于库仑力进行二维积分。
然后用做功=库仑力积分距离,计算出能量。

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linqing171| | 2016-2-10 18:58 | 只看该作者
maychang 发表于 2016-2-10 11:41
替HWM补充一个例子。
一束单色光经某种介质例如石英晶体透射,通常光的频率不会变化,即颜色不会变化。但 ...

还有个微波领域用的特别多的  变容二极管 二极管的势垒厚度随着反压的大小而变化。

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cliffboy| | 2016-2-14 09:57 | 只看该作者
理论的东东都还给老师了

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