电容器的公式物理表达式有以下几种:
1. C=Q/U:这是电容的定义式,电容C是由电容器本身的特性决定的,与Q、U无关。但电容单位不能为Q,应为C。
2. C=εrS/4πkd:这是决定式,电容C由极板间距离S、正对面积、介质材料和几何尺寸共同决定。εr是相对介电常数,一般取εr=εx/4πkd。
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问题:一个电容器C,充电至电压为U。现在将一个电阻器R连接到这个电容器的两个电极上,求电容器上的电荷量Q。
解答:首先,我们需要知道电容器的定义式为
C = \frac{Q}{U}
其中,C是电容器的电容,Q是电荷量,U是充电电压。
现在,假设电阻器R的阻值为R。当电容器充电后,它开始向电阻器放电。放电过程中,电容器两端的电压会逐渐降低,直到它等于电阻器两端的电压。在这个过程中,电容器上的电荷量Q保持不变。
Q = U \cdot C \cdot \frac{1}{R}
其中,C是电容器的电容,R是电阻器的阻值。
现在,我们可以将这个关系式代入到电容器的定义式中,得到:
\frac{Q}{U} = \frac{Q}{C \cdot U} \cdot C \cdot \frac{1}{R}
化简后得到:
Q = \frac{U^{2}}{R} \cdot C^{2}