以前和大家說(shuō)的電解電容器的由來(lái)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(shí)際上,大家都沒(méi)有了解電容器的本質(zhì)。今天就和大家來(lái)談?wù)?strong>電容器的本質(zhì)是什么。
我們先假設(shè)有A與B的兩塊平行放置的導(dǎo)電極板,他們兩中間的間隔以絕緣物質(zhì)比如空氣之類(lèi)的,然后中間用一個(gè)開(kāi)關(guān)S連接至直流源E。當(dāng)兩極板未接通電源前他們都是保持中性為不帶電之狀態(tài)??僧?dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)后,極板A的電子就被吸引到了電池的正極,于是A便呈現(xiàn)出了帶正電荷的現(xiàn)象;與此同時(shí)電池負(fù)端的負(fù)電子則被排斥向極板B,使B呈現(xiàn)帶負(fù)電荷的現(xiàn)象;然后在A、 B兩極板之間形成電場(chǎng)并建立一電位差V。這種電子流動(dòng)的現(xiàn)象持續(xù)進(jìn)行,所轉(zhuǎn)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(shí) (V = E),才停止電子之移動(dòng)。電子流動(dòng)的過(guò)程中,將電源的能量帶出而轉(zhuǎn)存于兩極板之上,也就是說(shuō)儲(chǔ)存了電荷。
如上所述,將兩平行導(dǎo)電極板隔以絕緣物質(zhì)而具有儲(chǔ)存電荷能力的器材,稱(chēng)為電容器(capacitor或condenser)。導(dǎo)電極板稱(chēng)為電容器之電極(electrode),絕緣物質(zhì)稱(chēng)為電介質(zhì)(dielectric)或簡(jiǎn)稱(chēng)介質(zhì)。
電容量(capacitance)是用來(lái)表示電容器能儲(chǔ)蓄電荷的能力(或容量)。各種電容器,因?qū)w的大小體形狀體材質(zhì)及板間距離與介質(zhì)種類(lèi)等因素的不同而有不一樣的電容量,但所能儲(chǔ)存的電荷量Q與其電位V系成正比,即
Q=CV
式中的比例常數(shù)C即為電容器之電容量,簡(jiǎn)稱(chēng)電容。
C=Q/V
電容的單位為「庫(kù)能/伏特」,為了紀(jì)念科學(xué)家法拉第(Michael Faraday l791~1867,英)對(duì)電學(xué)的偉大貢獻(xiàn),將1庫(kù)侖/伏特的電容稱(chēng)為1法拉(farad) ,簡(jiǎn)稱(chēng)法,單位記號(hào)為F或f。在實(shí)用上,法拉之單位常嫌過(guò)大,例如一個(gè)球體若要1法拉的電容,則半徑必須為9*10e9公尺!因此常以微法(μF)或微微法(μμF或pF)來(lái)表示電容值的大小。
兩平行金屬板電容器是最簡(jiǎn)單而且實(shí)用的電容器,在兩板之間填以介質(zhì),兩板之間隔d甚小于板的面積A,如下圖所示。電容之大小與金屬板之面積及介質(zhì)之介電系數(shù)ε成正比,而與兩板間之距離成反比,即
C=(εA)/d
真空或空氣之介電系數(shù)為ε =8.84*10e-12(F/m)。
好了。聽(tīng)到這里大家也許對(duì)于電容器的本質(zhì)還了解的模模糊糊的。這是正常的。因?yàn)楸举|(zhì)往往都是理論,而實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),大家以后可以多多關(guān)注這塊知識(shí),把今天了解的本質(zhì)用在上面才是正確的學(xué)習(xí)態(tài)度。
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