极板之间插入绝缘体的情况

相对介电常数

●极板之间插入极板的情况

插入极板的情况

●极板之间插入相对介电常数为ε_r的电介质的情况

插入电介质的情况

注：把第6课中介绍过的绝缘体称为电介质。

[1]相对介电常数和介电常数

绝缘体（电介质）的相对介电常数为

ε_r为绝缘体的相对介电常数

C₀为真空中的静电电容（F）

C为插入绝缘体后的静电电容（F）

绝缘体（电介质）的介电常数为ε=ε₀ε_r

ε_r为绝缘体的介电常数（F/m）

ε₀为真空介电常数（F/m）

[2]插入电介质的电容器

插入电介质的平行平板电容器的静电电容为

C为静电电容（F）

S为极板的面积（m²）

d为极板之间的距离（m）

ε为极板之间的电介质的介电常数（F/m）

ε₀为真空介电常数（F/m）(www.daowen.com)

ε_r为极板之间的电介质的相对介电常数

物质的相对介电常数

相对介电常数

在平行平板电容器的极板之间插入绝缘体时，与真空中的情况相比，电容器的容量会增加。平行平板电容器在插入绝缘体时的静电电容C（F）与其真空情况下的静电电容C₀（F）的比C/C₀，称之为相对介电常数ε_r。空气的相对介电常数大致为1，与真空中的情况一样。

电介质

在电场中放置绝缘体时，电场强度会因此而减弱，此时的绝缘体被称为电介质。电介质的介电常数为ε=ε_rε₀（F/m）。

由于物质的内部存在自由电子使得电荷可以自由移动，由此具有良好导电性的物质称为导体。而所有的电子都被原子等束缚而电荷不能自由移动，因此不能导电的物质，称之为绝缘体。关于导体与绝缘体的内容已在第6课中介绍过了。

电介质会发生后面要介绍的电介质极化，绝缘体在电场力的作用下也能够具有一定的导电性能，此时的绝缘体我们称之为电介质，现在也有将其称为电媒质的。对于被极化的电介质的电感应现象存在与导体的静电感应相似的情况。一旦带电体靠近物体，该物体是导体的情况也好，或是电介质也好均会感应电荷。当带电体远离物体时，电荷就会从电介质上消失。

例题1

如上图所示，在半径为5cm、间隔距离为1mm的圆形平行平板电容器的极板之间放入和未放入半径相同、厚度为1mm的电介质情况下，测得两者的静电电容差为125pF，试求该电介质的相对介电常数。

【例题1解】

电容器在两种情况下的静电电容的差为

例题2

在静电电容为0.05μF的平行平板空气电容器的极板之间，平行地插入厚度为极板间隔距离的1/2、相对介电常数为7的玻璃板，试求此时其静电电容。

【例题2解】

1/2间隔距离的平行平板空气电容器的静电电容为

C₁=0.05×2μF=0.1μF

插入玻璃板部分的静电电容为

C₂=ε_rC₁=7×0.1μF=0.7μF

电容器总体的静电电容为以上两部分的串联：