電容的原理 詳解?電容器的工作原理,?電容原理

圖中,A與B為平行放置的導電極板,其間隔以絕緣物質(如空氣),經由一開關S連接至一直流源E。兩極板未接通電源前均保持中性為不帶電之狀態。當S閉合后,極板A之電子被吸引向電池的正極電容的原理,因而A呈現帶正電荷的現象;同時電池負端的電子則被排斥向極板B,使B呈現帶負電荷的現象;因此,在A、 B兩極板之間形成電場并建立一電位差V。這種電子流動的現象持續進行,所轉移之電量與電源之電壓成正比,直至AB兩極板間之電位差與電源電壓相等時

(V = E),才停止電子之移動。電子流動的過程中電容的原理,將電源的能量帶出而轉存于兩極板之上,也就是說儲存了電荷。

如上所述,將兩平行導電極板隔以絕緣物質而具有儲存電荷能力的器材,稱

為電容器(capacitor或condenser)。導電極板稱為電容器之電極(electrode),絕緣物質稱為電介質(dielectric)或簡稱介質。

電容量(capacitance)是用來表示電容器能儲蓄電荷的能力(或容量)。各種電容器,因導體的大小體形狀體材質及板間距離與介質種類等因素的不同而有不一樣的電容量,但所能儲存的電荷量Q與其電位V系成正比,即

Q=CV

式中的比例常數C即為電容器之電容量,簡稱電容。

C=Q/V

電容的單位為「庫能/伏特」,為了紀念科學家法拉第(Michael Faraday l791~1867,英)對電學的偉大貢獻,將1庫侖/伏特的電容稱為1法拉(farad)

,簡稱法,單位記號為F或f。在實用上,法拉之單位常嫌過大,例如一個球體

若要1法拉的電容,則半徑必須為9*10e9公尺!因此常以微法(μF)或微微法(μμF或pF)來表示電容值的大小。

兩平行金屬板電容器是最簡單而且實用的電容器,在兩板之間填以介質,兩板之間隔d甚小于板的面積A,如下圖所示。電容之大小與金屬板之面積及介質之介電系數ε成正比,而與兩板間之距離成反比,即

C=(εA)/d

真空或空氣之介電系數為ε =8.84*10e-12(F/m)。

電容器的工作原理

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