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電容介電常數影響因素

圖文 更新时间:2024-08-08 14:27:33

電容介電常數影響因素?提起電容,就不得不說一下電容器電容器是應用得非常廣得電器元件之一,它最大的特點就是能夠通交流,阻直流,因此,電容器常常被用來做整流得元器件而電容則表示的是電容器儲存電荷的本領,也就是說,電容反應了電容器儲存電場能的能力,接下來我們就來聊聊關于電容介電常數影響因素?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

電容介電常數影響因素(一口氣搞懂電容這個重要的物理量)1

電容介電常數影響因素

提起電容,就不得不說一下電容器。電容器是應用得非常廣得電器元件之一,它最大的特點就是能夠通交流,阻直流,因此,電容器常常被用來做整流得元器件。而電容則表示的是電容器儲存電荷的本領,也就是說,電容反應了電容器儲存電場能的能力。

在給電容器充電的過程中,電容器兩個極闆上就會聚集大量的等量異種電荷,電容器的極闆上有了電荷的聚集後,電容器的兩個極闆間就一定存在着電場,而電場有具有能量的屬性,因此,電容器的兩個極闆間就一定存在着電勢差。

進一步研究表明,電容器的電容等于電容器所帶電荷量Q與電容器兩基闆間的電勢差之比,寫成公式就是C=Q/U,其中C為電容符号,單位法拉,簡稱法,符号F。在此式中應該明白,這裡的電荷量是指單個極闆所蘊含的電荷量,因為在電容器放電的過程中,負極闆的電子是要跟正極闆的正電荷進行中和的,所以,電容器的電量應該就是指單個極闆上的電荷量的絕對值。

但是,由電量與電勢差的比值得到的電容隻是電容的定義式,一個電容器的電容其實跟極闆上的是沒有多大的關系,跟極闆間的電勢差也沒有關系,電容的大小可以根據一組實驗來觀察到,從而導出了電容的決定式。

在給平行電容器的極闆充電後,保持電容器的電量不變,分别改變兩極闆間的正對面積S與距離d後,可以看到,當S增大時,靜電計指出的電勢差U在減少,根據C=Q/U可知,平行電容器的電容是在增大的。

當d減小時,靜電計上的電勢差U同樣的減小,表明平行闆電容器的電容是在增大的,保持S、d、Q都不變,往平行闆中間插入一個電介質,則會看到靜電計上的電勢差又減少了,那麼電容的電容也就增大了。而電容器極闆間充滿電介質後電容增大的倍數就叫做電介質常數。由此可知,真空中的電介質常數為1。

在衆多的實驗的反複推敲下,人們得出了電容器電容的決定式,即C=Sε/4Kdπ,其中K為靜電力常量,ε為電介質常數。所以,一般來說,電容器的電容是由兩個極闆的大小和形狀,以及兩個極闆的相對位置和電介質的種類決定的。

那麼問題來了,平行闆電容器充電後,繼續保持電容器的兩個極闆與電源相連,在這種情況下,如果增大兩個極闆間的距離d,那麼兩極闆間的電勢差U,電容器所帶的電量Q,兩極闆間的場強E該如何變化呢?

由于電容器充電後依然與電源相連,故而電容器的電勢差U不變,由C=Sε/4πKd可知,當d增大時,電容C減小;又由C=Q/U可知,當U不變時,電荷量Q是在減少的。

如果此時切斷電源,在這種情況下,當增大d的大小時,電荷量Q、電場E、電勢差U又該怎樣變化呢?

由于電容器已經斷開了電源,故而電容器上的電荷量Q是不變的,由上面的式子可得,電容器的電容依然在減小,所以電容器極闆間的電勢差U就在變大。由公式E=U/d可得,E=Q/Cd=Q4πK/εS,最後得出兩個電容器兩個極闆間的場強是不變的。

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