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直观的方法:如果距离不是一个因素,那么您可以将极板隔开无限距离,并且仍然具有相同的电容。那没有道理。届时您将期待零电容。
如果电容器被充电至一定电压,则两个极板将保持相反电荷的电荷载流子。相反的电荷相互吸引,产生电场,
距离越近吸引力越强。如果距离太大,则电荷不再感觉到对方的存在。电场太弱。
图1-4:电容器:
显然,随着极板之间的距离减小,其保持电荷的能力会增加。
图1 =如果两个极板之间没有无限距离,则即使一次充电也会排斥更多的电荷进入极板。
图2 =如果距离投注板减少,由于来自相反的被充电板的吸引力,它们可以容纳更多的费用。
图4 =极板之间的距离最短,它们之间的最大吸引力使双方都能保持最大电量。
由于电容C = q / V,如果V保持不变(连接到固定的电势源),则C随q变化。因此,随着距离的减小,q增大,因此C增大。
请记住,对于任何平行平板电容器,V不受距离的影响,因为:V = W / q(将单位电荷从板上转移到另一个时所做的功)
W = F xd
并且F = qx E
因此,V = F xd / q = qx E xd / q
V = E xd因此,如果d(距离)下注盘增加,E(电场强度)将减少,而V将保持不变。
电容是按EMF收费。具体来说,法拉是每伏的库仑。当您在相同的施加电压下将板块移近时,它们之间的E场(每米伏特)增加(伏特相同,米变小)。这个更强的电场可以在板上保留更多电荷。请记住,板上的电荷会相互排斥。需要一个E场才能将它们保持在那里,并且E场越强,它可以保持在那里的电荷越多。在相同电压下较高的电荷意味着较高的电容(在相同的电压下有更多的库仑)。
要获得技术性知识,您需要查看库仑定律。这说明
“两点电荷之间相互作用的静电力的大小与电荷大小的标量乘积成正比,而与它们之间距离的平方成反比。” -维基百科
公式为:
等式还有其他形式-例如专门针对电场的一种形式:
如果要开始真正地技术化,则需要开始阅读量子力学以及粒子与其中所涉及的能量之间的相互作用。
当两个粒子(在这种情况下为电子)相互作用时,它们在它们之间(光子)发送量子粒子。这些就像地下室的老鼠一样,需要能量才能移动。距离越大,能量越高。移动光子所需的能量越高,则两块板之间剩下的电荷越少。
这是一个非常简单的视图,并且其中有很多细节可供发现-诸如量子隧穿,轻子,费米子,玻色子等。如果有时间,这是令人着迷的阅读。我建议史蒂芬·霍金的《时间简史》是一个很好的起点。紧随其后的是F. David Peat的《超级弦乐》(Superstrings)和《万物理论》(Search of Everything)的搜索,这不会错。尽管这两本书现在已经开始流行,而且理论还在不断发展,但是它们提供了对亚原子级宇宙运作的深刻见解。
if (nitpicking) then say_sorry;
if(nitpicking) { say_sorry(); }
;)
关键要理解的是,如果一个板有更多的电子进出而不是出去,它将形成一个负电荷,这将排斥更多的电子进入(同样,对于一个有更多电子离开而又没有到达的板) 。不需要太多的电子进入隔离板,电荷就可以累积到数百万伏特。但是,如果在带负电的板附近有一个带正电的板,则带正电的板将尝试将电子拉向自身,并因此将其拉向负板(同样,带负电的板将尝试将电子推离远离本身,因此远离正极板)。试图吸收电子的正极板产生的力无法完全抵消试图将其推开的负极板产生的力,但是如果负极板靠近在一起,则可以显着抵消电子。不幸的是,如果极板太靠近,那么在电子开始从一个极板跳到另一个极板之前,极板将无法积累太多的电荷。
事实证明,有解决这个问题的技巧。有些材料允许电子在其中移动,但是它们不允许电子进入或离开。在两个极板之间放置这种材料(称为电介质)可以极大地改善电容器的性能。本质上发生的是,负极板和正极板之间的电荷差将电介质中的电子移向正极。因此,朝向负极板的电侧相对缺乏电子,从而将电子拉向负极板,而朝向正极板的侧则有多余的电子,从而将电子推离正极板。这种行为可以将电容器的性能提高许多数量级。