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电容器工作原理 (导电五 )

电容器是怎样通交流、阻直流电？

2018/10/02   维加斯新闻报
晏成和

    以上文章谈到：流传百年的 “金属靠自由电子导电 ”理论不符合自然真实。文章用变压器实例说明金属能导电，首先是能够通畅地导通电压（电磁）波。除了变压器，电容器、电感器也是基础的电工器件，在电力、电子工程中普遍运用。电容器、电感器的原理也是自由电子理论不敢涉足的伤心地。
    电容器特点是通交流电，阻直流电；电感器特点是通直流电，阻交流电。
    物理学只介绍了上述现象，教科书从来不讲授这些特性产生的内在原因。这种别有用心的回避，隐含着心虚、猥琐。
    电容器电容器的结构很简单，把两个平行的金属板相互接近，就组成了最基本的电容器。（图 1）A、B各是绝缘后的圆盘金属板的侧向视图。
    电容器工作原理 (导电五 )X
    图 1电容实验
    实验事实：把 A板携带电荷，A板内就产生了静电电压。把 A移向不带电的 B板，A板的电压会立即下降，电容量增大，又可以容纳更多的电荷。
    上述，把 A移向不带电的 B板，A的电荷并没有减少，电压为什么会降低？现行的教材说是因为有异号电荷的接近。异号电荷的接近电压降低是现象，内在的机理是什么？当今物理信奉自由电子理论、连电压的形成都用心回避，当然也不可能来解读这电压是如何降低，更不可能从内在机理，从物质内在结构来剖析电容器特性的形成。
    金属导体容纳了外来电荷，多出电子的挤占、缺少电子的就挪用，造成金属体内电子运动的混乱，非常规挤占运动的电子伴生著非常规的电磁波，这样的波在金属体内传导就形成了金属导体的静电电压。
    电压波能够穿透金属，在金属体外表现为电场。
    把导电体 A接近原不带电的导体 B，A的外电场进入到 B，电场作用使 A、B的接近处聚积著异号电荷。此时，A原来所携带的大部分非常规电荷都转移到 A、B接近处，并与对面 B处的异号电荷面对面稳定地相互吸引著。这样，导体 A内的其他地方非常规电子减少，非常规的电子运动伴生的波就较少，导致了板 A的电压降低。
    原来 A所携带的大部分电荷都转移到 A、B的接近处，一是电压降低，二是腾出的空间又可以接纳更多的外来电荷，所以电容量也成倍增加。（图二）
    电容器工作原理 (导电五 )
    图二电容器电介质
    实用的电容器是在两金属箔片之间夹上一层绝缘薄膜（电介质），如陶瓷、云母、塑胶等，然后密封。绝缘薄膜是由数百个原子构成的有机大分子聚合物，表面容易积聚电荷（容易产生、聚集静电）。绝缘的薄膜置于正负金属箔片之间，能够使金属片距离更近，能更多的吸引并聚集两边金属的电荷，非常规运动电荷在此整齐排列有了安身之地，于是电容器电压进一步降低，可以容纳更多的电荷 ——电容量增大。
    再回到本文的开头，为什么电容器能够通交流电，阻直流电？电容器的 A、B间有间隙，之间电介质是绝缘的，所以直流电压波不能通过、电子不能通过；直流电所伴生的电磁波的集合是稳定磁场，稳定磁场不能推动电子的非常规运动。在电容器面前电子过不去；稳定磁场又不能形成电压波，所以直流电被完全阻断。
    而交流电是电子在交流电压波的作用下作出的振荡，不是电子在全程流动，交流电是正弦电压波，电压波会超出金属箔 A之外、穿越电介膜，进入到邻近的金属箔 B，推动 B金属箔内电子的运动。在电压波的作用下，电容器 B金属的电子都随之运动，如同导通一样，所以电容器没有阻断交流电。
    关于电容器如何通交流电，现有理论是说交流电对于电容器相当于是充电、放电，这只是用一个比喻表述了现象，并未回答通交流电的电压波穿越绝缘膜、推动邻近的金属箔之实质。这个实质说不清楚，是因为在自由电子理论中，电子是 “导流子 ”、是导电的主体，自由电子如何通过绝缘的电介质、交变电流如何在电容器另一极产生？自由电子导电与电容器导通交流电的事实格格不入、全然无法解释交流电在绝缘的电介质之间通行自如的事实 ——只有回避。