电容器基础知识

　　电容器是简单的无源器件，当连接到电压源时可以在其板上存储电荷

　　电容器是具有存储能量的能力或“容量”的组件。电荷的形式在其板上产生电位差(静态电压)，就像一个小型可充电电池。

　　有很多不同种类的电容可以从非常小的用于谐振电路的电容器磁珠用于大功率因数校正电容器，但它们都做同样的事情，它们存储电荷。

　　在其基本形式中，电容器由两个或多个平行的导电(金属)板组成它们不是相互连接或相互接触，而是通过空气或某种形式的良好绝缘材料如蜡纸，云母，陶瓷，塑料或某种形式的液体凝胶电绝缘，如电解电容器中所用。电容器板之间的绝缘层通常称为电介质。

　　典型电容器

　　由于这个绝缘层，直流电流不会流过电容器，因为它会阻止它，而是允许电压以电荷的形式存在于电路板上。

　　导电金属板电容器可以是方形，圆形或矩形，也可以是圆柱形或球形，具有平行板电容器的一般形状，尺寸和结构，具体取决于其应用和额定电压。

　　在直流电或直流电路中，电容器充电到其电源电压但阻挡通过它的电流，因为电容器的电介质是非导电的并且基本上是绝缘体。然而，当电容器连接到交流电或交流电路时，电流的流动似乎直接通过电容器，电阻很小或没有电阻。

　　有两种类型的电荷，正电荷以质子的形式和电子形式的负电荷。当在电容器上放置DC电压时，正(+ ve)电荷快速累积在一个板上，而相应的相反负(-ve)电荷累积在另一个板上。对于到达一个板的+ ve电荷的每个粒子，相同符号的电荷将离开-ve板。

　　然后板保持电荷中性，并且由此电荷之间建立的电位差这两块板块。一旦电容器达到其稳态条件，由于用于分离板的电介质的绝缘特性，电流不能流过电容器本身和电路周围。

　　电子流到电容器上板被称为电容器充电电流，其继续流动，直到两个极板(以及因此电容器)上的电压等于所施加的电压 Vc 。此时电容被称为“电子充满电”。

　　当电池板完全放电(初始条件)时，充电电流的强度或速率达到最大值，并在当电容板充电到电容器极板上的电位差等于电源电压时，值变为零。

　　电容器两端存在的电位差量取决于电容器在电路板上沉积的电量。由电源电压以及电容器具有多少电容来完成工作，这将在下面说明。

　　平行板电容器是最简单的电容器。它可以使用两个金属或金属箔板以彼此平行的距离构造，其电容值以法拉为单位，由导电板的表面积和它们之间的分离距离固定。改变这两个值中的任何一个都会改变其电容值，这就形成了可变电容器的工作基础。

　　另外，因为电容器以电荷的形式存储电子的能量。板越大板和/或它们的间隔越小，电容器对其板上的任何给定电压保持的电荷就越大。换句话说，更大的板，更小的距离，更大的电容。

　　通过向电容器施加电压并测量板上的电荷，电荷 Q 与电容的比率电压 V 将给出电容器的电容值，因此给出如下： C = Q / V 该等式也可以重新排列，以给出熟悉的公式。板上的电荷量为： Q = C x V

　　虽然我们已经说过电荷存储在电容器的极板上，但更准确地说是电荷内的能量存储在两个板之间的“静电场”中。当电流流入电容器时，它会充电，因此静电场变得更强，因为它在板之间存储了更多的能量。

　　同样，当电流流出电容器，放电时，随着能量从板中移出，两块板之间的电位差减小，静电场减小。

　　电容器以静电场的形式在其板上存储电荷的特性称为电容器的电容。不仅如此，电容也是电容器的特性，它可以抵抗电压的变化。

　　平行板电容器的电容

　　平行板电容器的电容与面积成正比， A 以米为单位 2 两个板的距离或间距成反比， d (即这两个导电板之间以米为单位的电介质厚度。

　　平行板电容器电容的广义方程式为： C = ε(A / d)其中ε表示所用介电材料的绝对介电常数。真空的介电常数，ε o 也称为“自由空间的介电常数”，其常数 8.84x10 -12 每米的法拉数。

　　为了使数学更容易一点，这个自由空间的介电常数ε o ，可写为： 1 /(4πx9×10 9 )，也可以每米皮法拉(pF)的单位作为常数给出： 8.84 表示可用空间的值。请注意，产生的电容值将以皮法为单位而不是以法拉为单位。

　　通常，电容器的导电板由某种绝缘材料或凝胶分开，而不是完美的真空。在计算电容器的电容时，我们可以考虑空气的介电常数，特别是干燥空气的介电常数，因为它们非常接近真空的相同值。