確定電容器電容量的因素

發(fā)布時(shí)間:2024-07-25
一個(gè)電容器的電容量主要由以下三個(gè)因素來決定
(1) 電極板的面積
(2) 兩個(gè)電極之間的距離
(3) 電介質(zhì)的材料
平行板電容器的電容由公式c=ora/d決定。其中o為真空介電常數(shù),o =8.85×10ˉ12f/m,r為相對(duì)介電常數(shù),a為極板的面積,d為極板間距,c為電容量。電容器的電容值正比于它的面積(它的電介質(zhì)的面積),反比于兩極之間的距離。
電容器的電容量受到所用的介電材料的類型的影響,絕緣材料存儲(chǔ)能量的能力由相對(duì)介電常數(shù)r來表示。一種物質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)是一個(gè)純數(shù)字(沒有單位)。它是相對(duì)于真空介電常數(shù)來說的??諝獾慕殡姵?shù)與真空介電常數(shù)近似,因此相對(duì)介電常數(shù)r近似為1。云母常常用來做絕緣材料,它的相對(duì)介電常數(shù)是空氣的5倍左右。因此對(duì)于云母,r =5(近似)。假設(shè)所有的其他因素(電極面積,電極間的距離和溫度)都一樣,用云母做絕緣材料的電容量是用空氣做絕緣材料的電容器電容的5倍。常用的絕緣材料的介電常數(shù)的范圍從可以從1到4000以上,空氣的為1,有些類型的陶瓷材料可以達(dá)到4000以上。
例1兩個(gè)極板由面積為10cm×10cm,由厚為3mm,介電常數(shù)為4的云母分隔,確定它的電容量。
解: a=10×10-2m×10×10-2m=100×10-4m2
d=3×10-3m
o =8.85×10ˉ12f/m
c=or·a/d=8.85×10-12×4×10-2/(3×10-3)
=1.18×10-10=118pf
溫度對(duì)電容器電容值的影響較小,在一般情況下不用考慮溫度的影響,然而在一些特殊的電路中(例如振蕩電路),電容器的溫度特性也是非常重要的一個(gè)因素。一個(gè)電容器的溫度特性主要是由電容器的介電材料類型來決定。隨著溫度的升高一些材料制作的電容器的電容量增加,這叫做正溫度系數(shù),一些電容器為負(fù)溫度系數(shù)。還有一些介電材料溫度系數(shù)接近于零,他們的電容值幾乎不受溫度的影響。
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