以前和大家說的電解電容器的由來啊,薄膜電容器的特性啊。等等。這些都是建立在這些電容器的功能上的。但實際上,大家都沒有了解電容器的本質。今天就和大家來談談電容器的本質是什么。
我們先假設有A與B的兩塊平行放置的導電極板,他們兩中間的間隔以絕緣物質比如空氣之類的,然后中間用一個開關S連接至直流源E。當兩極板未接通電源前他們都是保持中性為不帶電之狀態。可當開關打開后,極板A的電子就被吸引到了電池的正極,于是A便呈現出了帶正電荷的現象;與此同時電池負端的負電子則被排斥向極板B,使B呈現帶負電荷的現象;然后在A、 B兩極板之間形成電場并建立一電位差V。這種電子流動的現象持續進行,所轉移之電量與電源之電壓成正比,直至AB兩極板間之電位差與電源電壓相等時 (V = E),才停止電子之移動。電子流動的過程中,將電源的能量帶出而轉存于兩極板之上,也就是說儲存了電荷。
如上所述,將兩(liang)平行導(dao)電極板隔以絕緣(yuan)物(wu)質而(er)具有儲存電荷能力的(de)器(qi)(qi)材,稱為(wei)電容器(qi)(qi)(capacitor或(huo)condenser)。導(dao)電極板稱為(wei)電容器(qi)(qi)之(zhi)電極(electrode),絕緣(yuan)物(wu)質稱為(wei)電介質(dielectric)或(huo)簡稱介質。
電容(rong)量(liang)(liang)(capacitance)是(shi)用(yong)來表示(shi)電容(rong)器(qi)(qi)能儲蓄電荷(he)的(de)能力(li)(或容(rong)量(liang)(liang))。各種電容(rong)器(qi)(qi),因(yin)導體的(de)大小體形狀體材質(zhi)(zhi)及板間距離與介質(zhi)(zhi)種類等因(yin)素的(de)不同(tong)而有不一樣的(de)電容(rong)量(liang)(liang),但(dan)所能儲存的(de)電荷(he)量(liang)(liang)Q與其電位V系成正(zheng)比,即
Q=CV
式中的比(bi)例常(chang)數(shu)C即為電(dian)容器之(zhi)電(dian)容量,簡稱(cheng)電(dian)容。
C=Q/V
電(dian)(dian)容(rong)的單位(wei)為(wei)(wei)「庫(ku)能/伏特(te)」,為(wei)(wei)了紀念(nian)科學(xue)家法(fa)(fa)(fa)(fa)拉第(Michael Faraday l791~1867,英)對電(dian)(dian)學(xue)的偉大(da)貢獻,將1庫(ku)侖/伏特(te)的電(dian)(dian)容(rong)稱(cheng)為(wei)(wei)1法(fa)(fa)(fa)(fa)拉(farad) ,簡稱(cheng)法(fa)(fa)(fa)(fa),單位(wei)記號(hao)為(wei)(wei)F或f。在實用上,法(fa)(fa)(fa)(fa)拉之單位(wei)常(chang)(chang)嫌過大(da),例如一個球體若要(yao)1法(fa)(fa)(fa)(fa)拉的電(dian)(dian)容(rong),則(ze)半徑必(bi)須為(wei)(wei)9*10e9公尺(chi)!因此常(chang)(chang)以微(wei)法(fa)(fa)(fa)(fa)(μF)或微(wei)微(wei)法(fa)(fa)(fa)(fa)(μμF或pF)來表示電(dian)(dian)容(rong)值的大(da)小。
兩(liang)平行金(jin)屬板(ban)(ban)電(dian)容器(qi)是(shi)最簡單而且實(shi)用的電(dian)容器(qi),在(zai)兩(liang)板(ban)(ban)之間(jian)填(tian)以介質,兩(liang)板(ban)(ban)之間(jian)隔d甚小(xiao)于板(ban)(ban)的面(mian)積A,如(ru)下圖所示。電(dian)容之大小(xiao)與金(jin)屬板(ban)(ban)之面(mian)積及(ji)介質之介電(dian)系數ε成(cheng)正比(bi),而與兩(liang)板(ban)(ban)間(jian)之距離成(cheng)反比(bi),即(ji)
C=(εA)/d
真空或(huo)空氣之介電系數為(wei)ε =8.84*10e-12(F/m)。
好了。聽到這里大家也許對于電容器的本質還了(le)解(jie)的(de)模模糊糊的(de)。這(zhe)是(shi)正(zheng)常的(de)。因為本質往往都(dou)是(shi)理論,而(er)實踐才是(shi)檢驗真理的(de)唯一標準,大家(jia)以后可以多多關注這(zhe)塊(kuai)知識,把(ba)今天(tian)了(le)解(jie)的(de)本質用在上(shang)面才是(shi)正(zheng)確(que)的(de)學習態度(du)。
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