什么决定了电容器的电容量?

电容器设计用于以势能的形式临时存储电能,势能在空间中分为正电荷和负电荷,即在它们之间的空间中以电场的形式。因此,电容器包括三个主要部件:两个导电板,电荷电容器中位于其上的单独电荷,以及位于板之间的介电层。

电容器

根据这种电气产品的类型,电容器板可以采用不同的方式制造,从简单的铝板缠绕在带有纸夹层的卷轴上,到化学氧化板或金属化介电层。在任何情况下,都有一层电介质和一块板,它紧紧地固定在它们之间 - 这基本上是一个电容器。

冷凝装置

电介质可以是纸、云母、聚丙烯、钽或具有所需介电常数和电气强度的其他合适的电绝缘材料。

电容能量

如您所知,在空间中分离的电荷的能量等于(从一个物体到另一个物体)位移的电荷量 Q 与带电物体之间的电势差 U 的乘积。

因此,电容器极板上分离电荷的能量不仅取决于分离电荷的数量,还取决于其极板和电介质的参数,因为电介质在极化时会以电场的形式存储能量,其强度决定了位于电容器极板上的分离电荷之间的电势差 U。

因为在空间中分离的电荷之间的电势差取决于电场强度和它们之间的距离。实际上——当涉及到电容器时,取决于带电板之间的电介质厚度。

同时,极板 A 的重叠面积越大,电介质的绝对(和相对)介电常数越大——位于极板上的分离电荷相互吸引的能力越强——越多它们的势能越重要——EMF 源为电容器充电所需的工作就越多。

通过在电子从一个极板转移到另一个极板的过程中分离电荷,EMF 源在为电容器充电时执行的工作量恰好相同,其数量将相同 充电电容器的能量.

由于这种不连续性,充电电容器的能量,除了从极板转移到另一极板的电荷量外,(可能不同)将取决于极板 A 的重叠面积,极板之间的距离 d ,以及电介质 e 的绝对介电常数。

电容器的容量

这些决定特定电容器构造的参数是恒定的,它们的总比可以称为电容器 C 的电容。那么我们可以自信地说,电容器 C 的电容取决于极板 A 的重叠面积,关于它们之间的距离 d 和介电常数 e。

如果我们考虑扁平电容器,就很容易理解电容对这些参数的依赖性。

其板的重叠面积越大,电容器的容量就越大,因为电荷在更大的面积上相互作用。

极板之间的距离(实际上是介电层的厚度)越小,电容器的容量就越大,因为电荷越靠近,相互作用力就越大。

极板间电介质的介电常数越大,电容器的电容量就越大,因为极板间的电场强度越大。

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