為什么電容器變薄了，靜電容量卻反而增加了呢？

　　1.電容器變薄但靜電容量卻反而增加的理由

　　根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式C=ε×S/d,增大電容器靜電容量的方法有如下3種：

　?、僭龃螃?介電常數(shù))

　?、谠龃骃 (電極面積)

　　③減小d (電介質(zhì)厚度)

　　關(guān)于此處的①②，很容易形象直觀地進(jìn)行想象，但是關(guān)于③卻相反，總覺(jué)得厚的電介質(zhì)能夠積聚很多的電荷，但事實(shí)并非如此。這是因?yàn)殡姾墒欠e聚在兩個(gè)電極上的，而不是積聚在電介質(zhì)中。首先，我將在使大家了解上述要點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何推導(dǎo)出計(jì)算公式進(jìn)行說(shuō)明。以下，我將羅列枯燥無(wú)味的數(shù)學(xué)公式，敬請(qǐng)諒解。

　　2.推導(dǎo)C=ε×S/d

　　圖1 平板電容器

　　如圖1所示，在電極之間的空間兩端加上電壓的情況下，所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為E[V/m],電壓為V[V],電極間距離為d[m],并得出式(1)。

　　E=V/d [V/m] ……(1)

　　雖然該電場(chǎng)是因來(lái)自電源的電荷而產(chǎn)生的，但是如果通過(guò)電力線來(lái)描述該電場(chǎng)，根據(jù)高斯定理，Q/ε[根]的電力線從+Q[C]的電荷處出發(fā)，那么在圖1中，Q/ε[根]的電力線從電極A出發(fā)，然后到達(dá)電極B。

　　因?yàn)殡娏€密度與電場(chǎng)強(qiáng)度是相同的，所以如果將電極的面積設(shè)為S[m2],那么數(shù)學(xué)表達(dá)式(2)的關(guān)系成立。

　　V/d=(Q/ε)/S ……(2)

　　如果對(duì)從電源進(jìn)入的電荷Q進(jìn)行整理，那么得出數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)。

　　Q=ε×SV/d [C] ……(3)

　　通過(guò)數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)可以看出，因?yàn)殡姾蒕與外加電壓是成正比的，所以電容器的性能通過(guò)單位外加電壓所積聚的電荷量進(jìn)行體現(xiàn)比較好，如果將靜電容量設(shè)為C[F],那么以下數(shù)學(xué)表達(dá)式成立。

　　C=Q/V [C/V=F] ……(4)

　　因?yàn)閺倪@個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式可以看出靜電容量C和電荷Q是成正比的，所以對(duì)于增大靜電容量來(lái)說(shuō)，圖1的電極A和B所積聚的電荷Q越大越好。那么，該如何增大電荷Q呢?通過(guò)數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)，可以看出電荷Q與電極間距離d是成反比的。也就是說(shuō)，電極間距離越小，電荷Q就越大。

　　簡(jiǎn)單對(duì)以上的內(nèi)容進(jìn)行歸納，即電極間距離d越小，電極A和B所積聚的電荷Q就越大，因?yàn)樵龃罅朔e聚的電荷Q,所以靜電容量C也就變大。這樣理解的話，我想大家是否就有稍許的直觀感受了。

　　通過(guò)數(shù)學(xué)表達(dá)式(3)和(4)，可以推導(dǎo)出類似的表達(dá)式(5)。我們可以通過(guò)數(shù)學(xué)表達(dá)式得出結(jié)論：電極間距離d越小，靜電容量C就越大。

　　那么即可得出下面的結(jié)論。

　　C=ε×S/d [F] ……(5)