电容和电容器

由两片接近并相互绝缘的导体制成的电极组成的储存电荷和电能的器件。

电容是描述导体或导体系容纳电荷的性能的物理量。孤立导体的电容 　把电荷Q充到孤立导体上,它的电位U与Q成正比，Q/U与Q无关，仅取决于孤立导体的形状和大小，它反映了孤立导体容纳电荷的能力，因而定义为孤立导体的电容，用C表示，C=Q/U。孤立导体的电容等于导体升高单位电位所需的电量。电容的国际制单位为法拉，简称法，用F表示,是一个非常大的单位。如将地球看作孤立导体，其电容只有709×-6法，所以通常采用μF(=-6F)或pF(=10-12F)为单位。如果把另一个带负电的导体移近孤立导体，后者的电位就下降，可见非孤立导体的电位不仅与它自己所带电量的多少有关，还取决于周围其他导体的相对位置。电容器 　如果带电导体A被一封闭导体空腔B所包围，则因空腔的屏蔽作用，AB之间的电位差不受腔外带电体的影响，A所带的电量同A及B的电位差成比例。实际上，腔体封密的限制并不太高，即使A、B二导体为间距不大的一对导体板(同轴圆柱或平行平面板)，如果QA为导体A上与导体B相对的侧面上的电量，则上述比例关系仍保持不变。这对互相绝缘的导体构成电容器，这对导体则称为电容器的一对极板。把电压U接到电容器的一对极板上,它们得到大小相等、符号相反的电荷±Q，电位差UA-UB=U,则定义电容器的电容为C=Q/U。电容是电容器的特性常数，取决于两导体的形状、大小、相对位置;当导体间充有绝缘材料时，电容器的电容还与绝缘材料的相对电容率εr有关。如果εr与电场强度有关，则电容C将随所加电压U而变化，这种电容器叫做非线性电容器。电容的倒数1/C=U/Q=S叫做倒电容。简单电容器的电容公式 　如表 。　电容器的并联和串联 　n个电容器并联如图a，它们的电压都等于u,充有的电荷分别为q1、q2、…、qn。此并联组合得到的总电荷q=，则C=，即并联电容器组的总电容等于各电容的总和。 　n个电容器串联如图b，它们充有相等的电荷q, 电压则分别为u1、u2、…、un。此串联组合的总电压u=，则S=,即串联电容器的总倒电容等于各倒电容的总和。电容器的性能参数和用途 　电容是电容器的主要性能参数之一。此外,实际电容器的性能参数还有耐压(或工作电压)、损耗和频率响应,它们分别取决于所充电介质的击穿场强、媒质损耗和对频率的响应。实际电容器的种类繁多，用途各异。大型的电力电容器主要用于提高用电设备的功率因数，以减少输电损失和充分发挥电力设备的效率。电子学中广泛采用电容器，以提供交流旁路稳定电压，用作级间交流耦合，以及用作滤波器、移相器、振荡器等等。