介电常数的概念有着一种模糊不清的状况,起码对于我而言,此一概念是相当容易难以理喻的,然而这却是一个具备着相当重要性质的概念,缘由在于众多其他有着极为重要特征存在情形的核心概念都是来源于这个概念的。
要是您去搜寻介电常数(这个符号内内容)的意义,那么最为常见的定义是这样的:介电常数(也就是绝对介电常数)是在介质里形成电场之际所碰到的电阻的一种量度。
这对您有意义吗?至少对我来说意义不多。
每次您碰到困难的概念之际,极大的助力便是给出一个示例(真实的或者虚构的)。来构建一个假想的例子贝语网校,像下面这样。
右边图示的第一个,呈现出了一个分子,以及其未施加电场时的电荷分布情况,先说明啊(不要尝试用精确的电荷分布图去阐述,毕竟涉及量子物理学,大家都清楚这可不是个很精准的图)。在第一个图示内,能看到负电荷于正电荷周围相对均匀地分布着。这边可以把此第一张图片当作参考状态,用来同其他情形(第二张以及第三张)做比较。
此时此刻,我们做出一种假定,电场是借助两种不一样的材料,也就是第二种材料以及第三种材料的分子来予以施加的。
根据高中物理所具备的常识,您会去猜想,负电荷以及正电荷会朝着相反的方向进行移动。注意,我们假定这种材料属于介电材料,并且电荷是在一定的边界范围之内实现移动的。在导体这种情形下,负电荷也就是自由电子,会从分子当中流出,进而流向一端。
正是因为存在这种相反方向的运动,所以您能够看到电荷出现分离的情况(也就是极化)。然而,要是您对第二个和第三个进行比较的话,那么您就会发觉第三个相较于第一个而言,有着更大的分离程度。您所看到的分离越是剧烈,您就会声称它拥有更高的介电常数。

介质材料中的电荷分布

以下是解释我上面提到的确切内容的数学表达式:

现在,只需“读”或“说”上面的方程,您将获得它的直观含义。
使我来为您呈上另一组插图,这些插图具备着跟上述同样的含义,然而视角存在着差异。要是看到第一个以及第二个插图,那么就会看到同等程度的电荷分离(也就是正电荷与负电荷的分离)。那般有什么区别呀?
于第一个图之中,您会见到比第二个图里数量更少的电场线。这表明能够产生同样程度极化的电场数量更少。

电通流密度的比较
同样,如果我们以数学形式表示上面的插图高中物理电容系数,则可以表示如下:

电通量密度的数学方程

现在,只需“读”或“说”上面的等式,您将获得它的直观含义:
介电常数和电容
要是在材料的两面都施加电压,也就是电场,那么就能够创建电容。有的时候高中物理电容系数,如果您有意制造这样的电容器,然而有时甚至会在不需要的时候生成这个电容。物理并不在乎您的意图,所有条件相同的情况下,那个定理就会适用。

介电常数和电容之间的关系
经由上述所呈现的结构而进行累积的电容,能够运用如下所示的方程来予以计算。按照该公式,您将会发觉,其介电常数越高,那么电容值也就越大。

介电常数和电容之间的关系
常见材料的介电常数表:

