什麼決定了電容器的電容量?

電容器設計用於以勢能的形式臨時存儲電能,勢能在空間中分為正電荷和負電荷,即在它們之間的空間中以電場的形式。因此,電容器包括三個主要部件:兩個導電板,電荷電容器中位於其上的單獨電荷,以及位於板之間的介電層。

電容器

根據這種電氣產品的類型,電容器板可以採用不同的方式製造,從簡單的鋁板纏繞在帶有紙夾層的捲軸上,到化學氧化板或金屬化介電層。在任何情況下,都有一層電介質和一塊板,它緊緊地固定在它們之間 - 這基本上是一個電容器。

冷凝裝置

電介質可以是紙、雲母、聚丙烯、鉭或具有所需介電常數和電氣強度的其他合適的電絕緣材料。

電容能量

如您所知,在空間中分離的電荷的能量等於(從一個物體到另一個物體)位移的電荷量 Q 與帶電物體之間的電勢差 U 的乘積。

因此,電容器極板上分離電荷的能量不僅取決於分離電荷的數量,還取決於其極板和電介質的參數,因為電介質在極化時會以電場的形式存儲能量,其強度決定了位於電容器極板上的分離電荷之間的電勢差 U。

因為在空間中分離的電荷之間的電勢差取決於電場強度和它們之間的距離。實際上——當涉及到電容器時,取決於帶電板之間的電介質厚度。

同時,極板 A 的重疊面積越大,電介質的絕對(和相對)介電常數越大——位於極板上的分離電荷相互吸引的能力越強——越多它們的勢能越重要——EMF 源為電容器充電所需的工作就越多。

通過在電子從一個極板轉移到另一個極板的過程中分離電荷,EMF 源在為電容器充電時執行的工作量恰好相同,其數量將相同 充電電容器的能量.

由於這種不連續性,充電電容器的能量,除了從極板轉移到另一極板的電荷量外,(可能不同)將取決於極板 A 的重疊面積,極板之間的距離 d ,以及電介質 e 的絕對介電常數。

電容器的容量

這些決定特定電容器構造的參數是恆定的,它們的總比可以稱為電容器 C 的電容。那麼我們可以自信地說,電容器 C 的電容取決於極板 A 的重疊面積,關於它們之間的距離 d 和介電常數 e。

如果我們考慮扁平電容器,就很容易理解電容對這些參數的依賴性。

其板的重疊面積越大,電容器的容量就越大,因為電荷在更大的面積上相互作用。

極板之間的距離(實際上是介電層的厚度)越小,電容器的容量就越大,因為電荷越靠近,相互作用力就越大。

極板間電介質的介電常數越大,電容器的電容量就越大,因為極板間的電場強度越大。

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