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c带负电荷,d带正电荷,左极板正电,右极板负
如图,两极板之间电势100v,ab之间50v,应该很好理解,场强乘以距离。cd由于是等势体,电势差0v,这是因为外加电场使中间的电介质中电荷移动,产生反向电场,正好抵消掉原来的电场,为何正好抵消?因为没有抵消的话,电介质中电荷就会继续移动,不抵消不停止。为何极板到c,d都是50v而不是更小?因为电介质中电荷移动后两头带电,加强了空隙中的电场。如果用恒压电源,极板电压是不会变的,很容易理解吧?因此,放入电介质后,首先介质的电荷因为电场力自由移动,产生反向电场,然后反向电场中和一部分电场,然后电源电压下降,然后电源放电,然后两极板电压上升,然后循环。最后的最后就是极板电压不变,电介质产生一定反向的电势;必然结果就是上图,空隙间由于电荷移动,c带负电荷,d带正电荷,左极板正电,右极板负电。
那么重点来了,所谓电介质储存的能量,就是电容中达到相同电压储存的电荷量(这很好理解吧?达到相同电压,储存电荷量大,那么储存的能量大)
因此,电介质储存的能量就是产生相反电势需要的能量,如上文,必须产生足够的相反电势才能达到平衡。
那么金属如何形成相反电势?电子的移动!水如何形成相反电势?分子的转动!
真空中呢?两极板的电子!负极的电子受吸引聚集在负极!(说实话我不太能用这理论解释这个)
那么我们可以得到这些结论:形成相同电场,金属移动的是电子,水移动的分子,分子质量远远大于电子,因此需要更多能量,所以水作为介质储存电能更强,具有更大的介电常数
金属可以认为是原子核和电子组成的,并且原子核对电子的束缚能力不同,束缚能力更强的话,形成相同电场需要更多能量,也就拥有更大的介电常数,可以根据第一电离能推测。当然还要考虑到金属的密度,原子体积(即电子密度,电子之间互相排斥),不过也可以大致推测一下吧
有错请指出,对于这方面内容本人不怎么熟悉,上面的是之前的一些推测加上现在的思考,并没有严格的数据作为保证,或者说没有任何保证。。。。