电容的容量大小和哪些因素有关?

电容的容量大小和哪些因素有关

我们首先来认识一下电容,如上图就是电容的结构示意图,它是在两块距离相近的平行金属板之间加入绝缘介质组成,当在两端电极上施加直流电压时,与正极相连的金属板就会带有一定的正电荷,而与负极相连的金属板就会带有等量的负电荷,正负电荷相互吸引就形成了电场,此时就算断开电源,电容所存储的电荷也不会立刻消失掉。

电容的容量大小和哪些因素有关

根据上面的示意图,我们可以得出以下结论:

电容容量的大小和两块金属板的面积有关。两块金属板的面积越大,所容纳的电荷就会越多,容量也就越大,所表现出来的电容体积就会越大。

电容容量的大小和金属板之间的间距有关。间距越小,产生的电场力越会越强,所感应到的电荷就会越多,电容容量也就会越大。

电容容量的大小还和中间的绝缘介质有关。电容两极板之间的绝缘介质由于材料的不同,介电常数也会不同,介电常数越大,电容量就会越大。 

电容的容量大小和哪些因素有关

以上就是影响电容容量大小的因素了,前两条还比较好理解,最后一条是根据公式得出的结论,对于介电常数小编本人也一知半解,了解下就好。

电容器的基本结构,如附图所示,是由两个导体构成的平行板作为电极,其中间夹一层电介质组成。这层电介质是不导电的绝缘体;而电介质两侧的导体电极,可以全部是固体,有时候也可以一个是固体另一个是液体。

好了,通过上述的基本概念铺垫,解释了第一步电容电容器电容量“是什么”。下面我们就可以在此基础上,顺利解释第二步“为什么”,即回答本问题“电容器的电容量与什么因素有关?为什么?”的提问了。

电容器的电容量大小C,与电介质的介电系数ε成正比,与两电极的相对面积S成正比,而与电介质层的厚度d成反比,即C=0.0085εS/d

为了(尽可能地)吃透上面这个公式,我们就进入第三步“怎么办”的问题。为了制作不同电容量C的电容器,可以选用不同介电系数ε的电介质,例如空气的ε为1,聚乙烯2.2,氧化铝陶瓷9~12,金红石陶瓷75,钛酸钡陶瓷可达数百~20000等等;还有聚酯薄膜、涤纶薄膜、钛酸钙陶瓷、阳极(氧)化氧化铝膜层、阳极(氧)化氧化钽膜层等,就不一一介绍了。同样是作为缩小相同电容量的电容器体积的方法,还可以设法增加两电极间的相对面积S,包括卷绕法、叠片法、以及电解电容器中的阳极电极腐蚀法;照样是为了缩小相同电容量的电容器体积,也可以采用减少电介质厚度d的方法,除了传统的机械减薄方法外,还可以采用阳极氧化形成金属氧化膜的方法,或者双电层法(电介质厚度可以减少到单分子层的厚度)。另外,为了缩小电容器的体积,还可以在减少电极厚度上下功夫,例如将片式金属电极或箔式金属电极,改为真空镀膜法或喷涂法制作的薄膜金属电极(厚度降低到1微米左右),不过这只是为了减少电容器的体积,而与电容量的大小无关了。

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