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南京师范大学物科院

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

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

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

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

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

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

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

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