电容器的电容量知识与电容量计算方法
为了说明一个电容器的容电性能,我们习惯地用它的“电容量”来表示。就是表示在外加电压为一固定数值的情况下,它能够容多少电荷的意识。在M.K.C.单位制里,电容量的单位为“法”。设外加电压为E伏,它能充电得到电荷Q库,那么这电容器的容量C就是:C=Q/E法也可以说:电容量等于用每单位电压充电所能得到的电荷数。很显然的,这里所说的电荷,是指金属片一片(或一组)上的电荷。两个金属片一片(或一组)是储正电荷,另一片是储相等的负电荷,正负互相抵销,实际上它们的储电总量是永远等于零的。根据上面的分析,我们知道电容器的电容量C应当和金属片相对的面积A(在这里电荷是真正的集聚着)的大小成正比,和两片之间的距离t成反比(距离愈小,吸力愈大,储电量愈大)。除此以外,它还和所谓“介质常数”K成正比。“介质常数”是代表介质影响电容器容量的一种特性,它和介质的绝缘强度并不是一样的东西。在M.K.C.制里,真空的介质常数是1,空气的介质常数为1.00585,而云母的介质常数为7—7.9。换句话说,原来是空气的介质换上云母介质就可以增加电容量7—8倍。
为了增加面积,可用许多金属体联成两组,然后把两组各片间都用一定的介质隔开使它们相对的平行的装牢(如图1)。这样做成的电容器的容量的计算式为:C=0.0885(K(N-1)A)/t微微法上式中,K为介质常数(空气的K=1.00585),N为两面总共的片数,A为每片的面积平方公分数,t为相邻两片间的距离公分数。C的单位为微微法,是因为实用起来,“法”这单位太大,1微法为1/1000000法,1微微法为1/1000000微法,而微微法是比较常用的电容量的原故。我们必须注意,介质常数其实并不是固定不变的。它随着电流频率、潮湿程度、温度和外加电压不同而有变化。所以除了空气电容器外,其他介质的电容器,在高频工作时的电容量和低频时的电容量是不同的。
许多电容器并联(图甲),等于把每一片金属片面积增大,所以电容量也增大。例如三个电容器的电容量各为C1,C2,C3。那么,它们并联后的电容量CT即为:CT=C1+C2+C3。许多电容器串联(图乙),等于把介质加厚,所以电容量反减小。例如上述三个电容器串联后,CT为:
CT=1/[(1/C1)+(1/C2)+(1/C3)]举例:设两个电容器串联,C1=20微微法,C2=0.002微法=2000微微法。即得:CT=1/[1/20+1/2000]=1/(0.05+0.0005)=19.8微微法
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