当前位置:首页 > 公众号精选 > 21ic电子网
[导读]乍一看题目好像很难,其实超简单,只要把电容的公式重新捋一遍就对了!1、电容器变薄但静电容量却反而增加的理由根据数学表达式C=ε×S/d,增大电容器静电容量的方法有如下三种:①增大ε(介电常数)②增大S(电极面积)③减小d(电介质厚度)关于此处的①②,很容易形象直观地进行想象。但是...



乍一看题目好像很难,其实超简单,只要把电容的公式重新捋一遍就对了!




1、电容器变薄但静电容量却反而增加的理由



根据数学表达式C=ε×S/d,增大电容器静电容量的方法有如下三种:




① 增大ε(介电常数)② 增大S (电极面积)③ 减小d (电介质厚度)


关于此处的①②,很容易形象直观地进行想象。但是,关于③却相反,总觉得厚的电介质能够积聚很多的电荷,而事实并非如此。这是因为电荷是积聚在两个电极上的, 而不是积聚在电介质中。




首先,我将在使大家了解上述要点的基础上对如何推导出计算公式进行说明。下面,我将罗列枯燥无味的数学公式,敬请谅解~



2、推导C=ε×S/d





图1 平板电容器



如图1所示,在电极之间的空间两端加上电压的情况下,所产生的电场强度为E[V/m],电压为V[V],电极间距离为d[m],并得出式(1)。



E=V/d [V/m] ……(1)

虽然该电场是因来自电源的电荷而产生的,但是如果通过电力线来描述该电场,根据高斯定理,Q/ε[根]的电力线从 Q[C]的电荷处出发,那么在图1中,Q/ε[根]的电力线从电极A出发,然后到达电极B。

因为电力线密度与电场强度是相同的,所以如果将电极的面积设为S[m2],那么数学表达式(2)的关系成立。

V/d=(Q/ε)/S ……(2)

如果对从电源进入的电荷Q进行整理,那么得出数学表达式(3)。

Q=ε×SV/d [C] ……(3)

通过数学表达式(3)可以看出,因为电荷Q与外加电压是成正比的,所以电容器的性能通过单位外加电压所积聚的电荷量进行体现比较好,如果将静电容量设为C[F],那么以下数学表达式成立。

C=Q/V [C/V=F] ……(4)

因为从这个数学表达式可以看出静电容量C和电荷Q是成正比的,所以对于增大静电容量来说,图1的电极A和B所积聚的电荷Q越大越好。那么,该如何增大电荷Q呢?通过数学表达式(3),可以看出电荷Q与电极间距离d是成反比的。也就是说,电极间距离越小,电荷Q就越大。

简单对以上的内容进行归纳,即电极间距离d越小,电极A和B所积聚的电荷Q就越大,因为增大了积聚的电荷Q,所以静电容量C也就变大。这样理解的话,我想大家是否就有稍许的直观感受了。

通过数学表达式(3)和(4),可以推导出类似的表达式(5)。我们可以通过数学表达式得出结论:电极间距离d越小,静电容量C就越大。

那么,即可得出下面的结论:

C=ε×S/d [F] ……(5)




来源:网络版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。


21ic电子网

扫描二维码,关注更多精彩内容

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

TDK 株式会社(东京证券交易所代码:6762)推出新系列适合直流支撑应用的爱普科斯 (EPCOS) 电力电容器。新 系列元件的设计最高工作温度达+105°C;订购代码为 B25695E;额定直流电压范围为 700 V...

关键字: 电容器 可再生能源

TDK株式会社(TSE:6762)扩大了其汽车用CGA系列100V积层陶瓷贴片电容器(MLCC)产品阵容,2012规格(2.0 x 1.25 x 1.25 毫米-长x宽x厚)的电容为22μF,3216规格(3.2 x 1...

关键字: 电容器 电源 汽车电子

本文中,小编将对电容予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对电容的了解程度,不妨请看以下内容哦。

关键字: 电容 电容器 电路

钽电容是一种以钽为主要材料的电容器,由于其优良的电气性能和可靠性,广泛应用于各种电子设备和电路中。本文将详细介绍钽电容的作用与用途。

关键字: 钽电容 电容器 电气性能

电容器的测量方法与好坏判断你是否了解呢?电容器是电子电路中常用的元件之一,它能够储存电荷并在需要时释放。然而,由于电容器的工作原理和特性,其好坏的判断并不容易。本文将介绍一种简单而有效的方法来测量电容器的好坏,并提供一些...

关键字: 电容器 电子电路

电容器是电子电路中常用的元件之一,它能够储存电荷并在需要时释放。电容器在电子技术中发挥着重要的作用,被广泛应用于各种电子设备和系统中。本文将介绍电容器的基本作用,并探讨其在电子技术中的常见应用。

关键字: 电容器 电子电路

随着科技的不断发展,能源存储技术已经成为了当今社会的一个重要研究领域。在这个领域中,超级电容器作为一种高效、高能量密度的新型储能器件,已经引起了广泛的关注。本文将对超级电容器的优点及其在各个领域的应用进行详细的介绍。

关键字: 超级电容器 电容器

随着科技的不断发展,电子元件在各个领域的应用越来越广泛。其中,薄膜电容器作为一种重要的电子元件,因其具有体积小、重量轻、可靠性高、寿命长等优点,已经成为了许多电子设备中不可或缺的组成部分。本文将对薄膜电容器的主要应用领域...

关键字: 薄膜电容器 电容器

以下内容中,小编将对电源的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对电源的了解,和小编一起来看看吧。

关键字: 电源 电容器 电感

为增进大家对变频器的认识,本文将对变频器故障分析以及变频器维修故障判断方法予以介绍。

关键字: 变频器 指数 电容器
关闭
关闭