1 電容測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)

電容是指電容器存儲(chǔ)電荷的能力。平行板電容器是一種常見(jiàn)器件，電容的計(jì)算公式為 C = Q / V，其中 C 為存儲(chǔ)電荷 Q 在已知電壓 V 下的電容。平行板電容器（請(qǐng)參見(jiàn) 圖 1-1）包含兩個(gè)導(dǎo)體板，其電容（以法拉為單位）計(jì)算方式為：

Equation1.

Equation1 的說(shuō)明：

• A 為兩個(gè)板的面積（以米為單位）
• ε_r 為板間材料的介電常數(shù)
• ε₀ 為自由空間的介電常數(shù) (8.85 x 10^-12F/m)
• d 為板間的距離（以米為單位）
  圖 1-1 平行板電容器

荷電平行板電容器兩個(gè)板的表面，均勻分布著大小相等但極性相反的電荷。電場(chǎng)線始于較高電壓電位的荷電板，終止于較低電壓電位的荷電板。平行板公式忽略了邊緣效應(yīng)，因?yàn)閷?duì)行為的建模過(guò)于復(fù)雜，但如果相比板的其他尺寸板間距離 (d) 很小，電容器上大部分區(qū)域的場(chǎng)是一致的，這樣的估計(jì)就與實(shí)際情況相當(dāng)接近。邊緣效應(yīng)在靠近板邊緣的位置出現(xiàn)，可影響系統(tǒng)測(cè)量的精度，具體取決于應(yīng)用場(chǎng)景。邊緣區(qū)域的場(chǎng)線密度低于板的正下方，因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)與等電位線的密度成正比。這會(huì)導(dǎo)致邊緣區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)較弱，在測(cè)量到的總電容中占比也小得多。圖 1-2 所示為平行板電容器的電場(chǎng)線路徑。

圖 1-2 平行板電容器的電場(chǎng)