跟大家聊聊電容，再?gòu)?strong>電容的介電常數(shù)引出不同材料絕緣能力不一樣的原因，這也是一個(gè)意外的收獲，后來(lái)探索下去竟然發(fā)現(xiàn)了華為5G的秘密！把這個(gè)過(guò)程收獲分享給大家。這篇文章也是昨天文章的延續(xù)，有興趣的可以先看看昨天介紹電容容量、電池容量、電流做功、電荷量之間關(guān)系的文章或者之前的文章介紹的比較詳細(xì)。前面的都是探索的過(guò)程，最后幾段是關(guān)于華為的內(nèi)容。

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電容

說(shuō)到電容根據(jù)字面意思理解，很容易理解成存儲(chǔ)電荷量的容器，可以用存儲(chǔ)電荷量的多少來(lái)描述電容器的大小，其實(shí)這樣理解是錯(cuò)的，為什么呢？因?yàn)?strong>電容其實(shí)是指容納電荷的能力，它的價(jià)值就是用來(lái)描述電容器這種元器件存儲(chǔ)電荷量能力的大小，而不是描述可以存儲(chǔ)多少電荷量。所以大家不要誤會(huì)了。

電荷之間有力的作用會(huì)在空間里面四處游動(dòng)

還有一個(gè)問(wèn)題：電荷如果在真空的電場(chǎng)里面，它會(huì)受到電場(chǎng)力的影響按照同性相斥，異性相吸的原理不斷移動(dòng)，不斷向四周運(yùn)動(dòng)就不容易存儲(chǔ)起來(lái)，那為什么會(huì)有電容的存在呢？一般來(lái)說(shuō)，電荷在電場(chǎng)中會(huì)受力而移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累積在導(dǎo)體上，造成電荷的累積儲(chǔ)存，就有了電容。這樣看的話不同介質(zhì)應(yīng)該會(huì)有不同的影響，這種影響就是極板間介質(zhì)的介電常數(shù)ε（讀:艾普西龍）。

極板間介質(zhì)的介電常數(shù)ε又稱電容率或相對(duì)電容率，常用ε表示。它是指在同一電容器中用同一物質(zhì)為電介質(zhì)（極板間的材料）和真空時(shí)的電容的比值，這就是它的計(jì)算方法。極板間介質(zhì)的介電常數(shù)ε有很大的意義，通常通過(guò)它可以判斷出很多信息：1、根據(jù)計(jì)算方法推理出：兩片電容極板中充入介電常數(shù)為ε的物質(zhì)后電容變大ε倍，ε越大電容可以變得越大；2、ε越大電容極板間材料的絕緣性能越好；3、電磁波經(jīng)過(guò)電容器時(shí)，ε越大低頻電磁波的衰減越大，當(dāng)電磁波穿過(guò)電介質(zhì)，波的速度被減小，有更短的波長(zhǎng)。這三條我看下來(lái)是有很多疑問(wèn)的，所以我找了很多資料來(lái)解讀它，下面的內(nèi)容就是解讀的內(nèi)容。

C=εS/4πkd

上面是電容計(jì)算的決定式，里面各項(xiàng)參數(shù)都是影響電容大小的依據(jù)，其中，ε為相對(duì)介電常數(shù)，k為靜電力常量，S為兩板正對(duì)面積，d為兩板間距離。

電容與電容器不同。電容為基本物理量，符號(hào)C，單位為F（法拉），電容器是元器件，可以用其他符號(hào)代表，電容是電容器的一個(gè)參數(shù)。

為了方便計(jì)算還有一個(gè)通用公式C=Q/U，這個(gè)通用公式?jīng)]有實(shí)際意義，U也不是影響電容大小的決定參數(shù)，只是為了方便計(jì)算推理出來(lái)的實(shí)用公式。

平行板電容器專用公式：板間電場(chǎng)強(qiáng)度E=U/d。

看了上面的資料，我們?cè)倩氐絾?wèn)題上來(lái)：為什么ε越大電容極板間材料的絕緣性能越好？難道極板間的介電常數(shù)ε與材料的絕緣性能有關(guān)系？我查了資料還真這樣的。

電介質(zhì)（電場(chǎng)中的材料）有使空間比起實(shí)際尺寸變得更大或更小的屬性。例如，當(dāng)一個(gè)電介質(zhì)材料放在兩個(gè)電荷之間，它會(huì)減少作用在它們之間的力，就像它們被移遠(yuǎn)了一樣，ε越大這種效應(yīng)越明顯。（這一條查了很多資料才確定的），因?yàn)榻橘|(zhì)在外加電場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場(chǎng)，如果有大介電常數(shù)的材料放在電場(chǎng)中，電場(chǎng)的強(qiáng)度會(huì)在電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。理想導(dǎo)體的相對(duì)介電常數(shù)表面為無(wú)窮大，內(nèi)部為0，如果金屬當(dāng)介質(zhì)填充在兩極板間并與之接觸，則絕緣為0會(huì)短路擊穿，如果金屬介質(zhì)與兩極板不接觸則絕緣性能無(wú)窮大（其實(shí)金屬導(dǎo)體的介電常數(shù)在不同的條件下會(huì)不斷變化的，計(jì)算公式是一個(gè)復(fù)數(shù)公式，有實(shí)部和虛部，比較復(fù)雜，簡(jiǎn)單的就按照本文理解就可以了）。

導(dǎo)體與絕緣體

由此我產(chǎn)生了兩個(gè)疑惑：一個(gè)是自己印象當(dāng)中的絕緣材料是不導(dǎo)電的、惰性的、沒(méi)有自由電荷的材料，而這里說(shuō)ε越大材料絕緣性能越好，因?yàn)榻^緣材料里面的電荷會(huì)產(chǎn)生相反的感應(yīng)電場(chǎng)而削弱外加電場(chǎng)，這里不是很好理解。第二個(gè)疑惑是：如果絕緣材料性能越好即ε越大，會(huì)使空間比起實(shí)際尺寸變得更大。例如，當(dāng)一個(gè)電介質(zhì)材料放在兩個(gè)電荷之間，它會(huì)減少作用在它們之間的力，就像它們被移遠(yuǎn)了一樣，ε越大這種效應(yīng)越明顯。那按照電容決定公式推理，如果電容兩極板看做兩個(gè)電荷，ε越大相當(dāng)于把兩極板之間的距離移遠(yuǎn)了，電容就會(huì)變?。〉歉鶕?jù)ε計(jì)算方法推理出：兩片電容極板中充入介電常數(shù)為ε的物質(zhì)后電容變大ε倍，ε越大電容可以變得越大！這不是矛盾了嗎？！帶著這兩個(gè)問(wèn)題繼續(xù)查資料：