如何理解电容？

跟大家聊聊电容，再从电容的介电常数引出不同材料绝缘能力不一样的原因，这也是一个意外的收获，后来探索下去竟然发现了华为5G的秘密！把这个过程收获分享给大家。这篇文章也是昨天文章的延续，有兴趣的可以先看看昨天介绍电容容量、电池容量、电流做功、电荷量之间关系的文章或者之前的文章介绍的比较详细。前面的都是探索的过程，最后几段是关于华为的内容。

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电容

说到电容根据字面意思理解，很容易理解成存储电荷量的容器，可以用存储电荷量的多少来描述电容器的大小，其实这样理解是错的，为什么呢？因为电容其实是指容纳电荷的能力，它的价值就是用来描述电容器这种元器件存储电荷量能力的大小，而不是描述可以存储多少电荷量。所以大家不要误会了。

电荷之间有力的作用会在空间里面四处游动

还有一个问题：电荷如果在真空的电场里面，它会受到电场力的影响按照同性相斥，异性相吸的原理不断移动，不断向四周运动就不容易存储起来，那为什么会有电容的存在呢？一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，就有了电容。这样看的话不同介质应该会有不同的影响，这种影响就是极板间介质的介电常数ε（读:艾普西龙）。

极板间介质的介电常数ε又称电容率或相对电容率，常用ε表示。它是指在同一电容器中用同一物质为电介质（极板间的材料）和真空时的电容的比值，这就是它的计算方法。极板间介质的介电常数ε有很大的意义，通常通过它可以判断出很多信息：1、根据计算方法推理出：两片电容极板中充入介电常数为ε的物质后电容变大ε倍，ε越大电容可以变得越大；2、ε越大电容极板间材料的绝缘性能越好；3、电磁波经过电容器时，ε越大低频电磁波的衰减越大，当电磁波穿过电介质，波的速度被减小，有更短的波长。这三条我看下来是有很多疑问的，所以我找了很多资料来解读它，下面的内容就是解读的内容。

C=εS/4πkd

上面是电容计算的决定式，里面各项参数都是影响电容大小的依据，其中，ε为相对介电常数，k为静电力常量，S为两板正对面积，d为两板间距离。

电容与电容器不同。电容为基本物理量，符号C，单位为F（法拉），电容器是元器件，可以用其他符号代表，电容是电容器的一个参数。

为了方便计算还有一个通用公式C=Q/U，这个通用公式没有实际意义，U也不是影响电容大小的决定参数，只是为了方便计算推理出来的实用公式。

平行板电容器专用公式：板间电场强度E=U/d。

看了上面的资料，我们再回到问题上来：为什么ε越大电容极板间材料的绝缘性能越好？难道极板间的介电常数ε与材料的绝缘性能有关系？我查了资料还真这样的。

电介质（电场中的材料）有使空间比起实际尺寸变得更大或更小的属性。例如，当一个电介质材料放在两个电荷之间，它会减少作用在它们之间的力，就像它们被移远了一样，ε越大这种效应越明显。（这一条查了很多资料才确定的），因为介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，如果有大介电常数的材料放在电场中，电场的强度会在电介质内有可观的下降。理想导体的相对介电常数表面为无穷大，内部为0，如果金属当介质填充在两极板间并与之接触，则绝缘为0会短路击穿，如果金属介质与两极板不接触则绝缘性能无穷大（其实金属导体的介电常数在不同的条件下会不断变化的，计算公式是一个复数公式，有实部和虚部，比较复杂，简单的就按照本文理解就可以了）。

导体与绝缘体

由此我产生了两个疑惑：一个是自己印象当中的绝缘材料是不导电的、惰性的、没有自由电荷的材料，而这里说ε越大材料绝缘性能越好，因为绝缘材料里面的电荷会产生相反的感应电场而削弱外加电场，这里不是很好理解。第二个疑惑是：如果绝缘材料性能越好即ε越大，会使空间比起实际尺寸变得更大。例如，当一个电介质材料放在两个电荷之间，它会减少作用在它们之间的力，就像它们被移远了一样，ε越大这种效应越明显。那按照电容决定公式推理，如果电容两极板看做两个电荷，ε越大相当于把两极板之间的距离移远了，电容就会变小！但是根据ε计算方法推理出：两片电容极板中充入介电常数为ε的物质后电容变大ε倍，ε越大电容可以变得越大！这不是矛盾了吗？！带着这两个问题继续查资料：