圆柱形电缆的电容
电力电缆一个非常流行的例子是圆柱形电容器。电源线中有一个导体在其中心周围有绝缘层。电缆外表面一般覆盖有金属保护层,并接地。
让我们也考虑一下,在任何时刻由于当前的在导体中,电缆的电荷是Q库仑每米。导体半径为r,电缆外半径为r1和r2分别。
现在计算电容这圆柱形电容器,考虑半径为x米的同心虚圆柱。在那里,
这个1米长的假想圆柱体的表面积是,
根据定义,这个通量表面的密度是,
根据定义,电场在这个假想表面上任何一点的强度是,
再一次,电场强度定义为电压距离的增量变化。
两边从r积分1r2我们得到,
其中,半径为r的导体表面电压1m V1半径为r的电缆外表面电压和表面电压2m V2伏特。
如果外表面是接地的,那么
现在,电容每单位长度,也就是每米的电缆长度,
这是单位长度的电容的表达式,也就是每米的电缆。
因此,L仪表电缆的电容为,