静电场中的导体和电解质,分别什么时候用ε0,εr,ε?

静电场中的导体和电解质,分别什么时候用ε0,εr,ε?,第1张

ε0为真空介电常数,电介质为真空时使用;ε为介质(可以为电介质,也可以为金属或带隙较窄的半导体,只不过对于金属或窄带隙半导体,ε为复数,有实部和虚部,虚部代表焦耳热损耗)的绝对介电常数,其与ε0具有相同的量纲,且ε=(εr)(ε0);εr则为介质相对于真空的相对介电常数,它是无量纲量,εr=ε/ε0. 电容公式C=εS/d中的ε就是绝对介电常数。由此可见,真空的绝对介电常数为ε0,相对于真空自身的介电常数当然为1。附:各种量相对概念的解释。其实评判两个量相对大小用比值形式才更有意义,而差值形式则没什么意义。比如2与1的差别和10000与999的差别肯定不一样,后两者几乎相等,它们的差值相对于各自几乎可以忽略;而前两者却不同,它们相差倍数关系,两者的差值相对于各自数值是不可被忽略的(一个是相当于差值是自己一半,另一个则是差值相当于又加一个自身),这效果绝对不一样。因而物理里提到的各种物理量的相对概念,都是指的比值形式——这种更合理的比较方式。如相对折射率、相对磁导率、相对介电常数、相对大气压强、相对质量、相对高度等,还有采用差值相对于本体或背底的比值形式定义的相对误差、信噪比、以及光学里的衬比度等。我们高中化学学过的的相对原子质量概念也是相对于碳12原子质量的1/12而言的。由此可见, 各种量的相对概念肯定是无量纲的,比值形式确定了这一点。而用比值形式定义的这种相对量,事实上也会给我们实际生活、研究中带来极大的便利性。比如2ε0绝对形式很复杂,但它相对于真空的形式仅仅为2,又没量纲,是不是很简单?除此之外,我们光学里常用的折射率其实也多指相对于真空的折射率,绝对折射率数值为1/√(με),有量纲,数值很复杂的。使用相对折射率概念,则会简单得多。

首先, 电容的决定式为:C=εS/4πkd 。

其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。

我们将你说的空气等效视为真空, 一半的空间置换为半导体, 实际改变的只有 d .

所以d减小为原来的1/2, 电容容值增大到原来的2倍。


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