电容的容量大小和哪些因素有关

发布日期:2023-01-04
电容的容量大小和哪些因素有关

电工优优今天要和大家分享的电容的容量大小和哪些因素有关相关信息,接下来我将从电容的容量大小和体积有关系吗,电容的容量大小和电压的关系,怎么看电容的容量大小这几个方面来介绍。

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。

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。 

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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