什么是平行板电容器？原理及影响因素解析

由两块相互平行、靠得很近、彼此绝缘的金属板所组成的电容器，称为平行板电容器，如图3-5所示。设平行板的面积为S，两平行板间的距离为d，两板间电介质的介电常数为ε，理论和实验都证明，平行板电容器的电容量C与极板面积S及电介质的介电常数ε成正比，与两极板间的距离d成反比。其数学表达式为

式中 ε——某种电介质的介电常数，单位为F/m；

S——极板的有效面积，单位为m²；

d——两极板间的距离，单位为m；

C——电容，单位为F。

式（3-2）说明，对某一个平行板电容器而言，其电容量是一个确定值，其大小仅与电容器的极板面积大小、两极板的相对位置以及极板间的电介质有关；而与两极板间电压的大小、极板所带电荷量的多少无关。

图3-5 平行板电容器

介电常数ε是由电介质的性质决定的。不同电介质的介电常数是不同的，真空中的介电常数用ε₀表示，实验证明ε₀=8.85×10^-12F/m。

其他电介质的介电常数ε与真空中的介电常数ε₀的比值，称为某种物质的相对介电常数，用ε_r来表示，即

相对介电常数没有单位，常用电介质的相对介电常数见表3-1。

表3-1 常用电介质的相对介电常数

实际上并不是只有电容器才有电容效应，任何两个导体之间都存在着电容×应。例如×两输电线之间、输电线与大地之间都存在电容；晶体管各极之间也存在着电容。但因其电容很小，有时可以忽略不计。(www.xing528.com)

【例3-2】将一只电容量为4.8μF的电容器接到电动势为1000V的直流电源上，充电结束后，求电容器极板上所带的电荷量。

解：根据电容定义式可知

Q=CU=4.8×10^-6×1000C=0.0048C

【例3-3】有一只真空电容器，其电容量是8.2μF，将两极板间的距离增大一倍后，其间充满云母介质，求云母电容器的电容。

解：查表3-1，云母的介电常数ε_r=7

真空电容器的电容

云母电容器的电容

则

则