电容器的能量公式从何而来?就是W=½UQ=½CU²这个公式,它是如何得来的?请用微积分思想进行推导,
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/06/26 04:26:39
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电容器的能量公式从何而来?就是W=½UQ=½CU²这个公式,它是如何得来的?请用微积分思想进行推导,
电容器的能量公式从何而来?
就是W=½UQ=½CU²这个公式,它是如何得来的?
请用微积分思想进行推导,
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把电容器不带电时最为初态,然后由右极板向左极板搬运正电荷,每次搬运的电量为无限小量Δq,直至两极板带电量为+Q与-Q.电容器的能量即为搬运电荷过程中外力所做的功.
由于每次搬运电荷时外力做功不相同,所以采用微元法.选择某一中间状态,两极板带电量分别为+q,-q,此时电势差u=q/C,继续搬运电荷,由于Δq极小,两极板间电势差近似不变,则外力做功ΔA=Δq*u.
那么电容器能量等于所有ΔA的和.
W=ΣΔA=ΣΔq*u=Σ(1/C)*qΔq=ΣΔ(q²/2C)(这里q从0加到Q)=½Q²/C=½QU=½CU²
给电容器充电的过程,实质上就是在电源电动势的作用下把极板上的电量,从一即为电容器能量。 1/2CUU E=CU^2/2
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电容器的能量,是把电荷放到到电容2端的能量积累。
W=∫UdQ=∫Ud(CU)=1/2CU² (定积分,从0到U)