電容是靜電學的基本概念之一。該術語是指積累電荷的能力。你可以談論一個單獨導體的容量，你可以談論一個由兩個或多個導體組成的系統的容量。物理過程類似。
與電容量相關的基本概念
如果導體已接收到電荷 q，則其上會出現電勢 φ。這個電位取決於幾何形狀和環境——對於不同的導體和條件，相同的電荷會導致不同的電位。但 φ 總是與 q 成正比：
φ=Cq
係數 C 稱為電容。如果我們談論的是由多個導體（通常是兩個）組成的系統，那麼當向一個導體（板）施加電荷時，就會產生電位差或電壓 U：
U=Cq，因此 С=U/q
電容可以定義為電勢差與引起它的電荷的比率。電容的國際單位制單位是法拉（他們過去常說法拉）。 1 F \u003d 1 V / 1 C。換句話說，一個系統的容量為 1 法拉，其中，當施加 1 庫侖的電荷時，會產生 1 伏的電位差。 1 法拉是一個非常大的值。在實踐中，分數值是最常用的——皮法、納法、微法。
在實踐中，這樣的連接使得能夠獲得能夠承受比單個電池更高的電介質擊穿電壓的電池。
電容器電容的計算
在實踐中，作為具有歸一化電容的元件，最常使用 電容器，由兩個扁平導體（板）組成，由電介質隔開。計算這種電容器的電容的公式如下所示：
C=(S/d)*ε*ε0
在哪裡：
- C——容量，F；
- S為飾面面積，平方米；
- d——板間距離，m；
- ε0 - 電常數，常數，8.854 * 10−12 調頻;
- ε 是電介質的介電常數，一個無量綱的量。
由此不難理解，電容與極板的面積成正比，與導體之間的距離成反比。此外，容量受分隔板的材料的影響。
要了解決定電容的量如何影響電容器存儲電荷的能力，您可以進行思想實驗來創建具有最大可能電容的電容器。
- 您可以嘗試增加板塊的面積。這將導致設備的尺寸和重量急劇增加。為了減小用電介質分隔它們的襯裡的尺寸，它們被捲起（成管、扁平煤塊等）。
- 另一種方法是減少板之間的距離。並非總是可以將導體放置得很近，因為介電層必須承受板之間的一定電位差。厚度越小，絕緣間隙的介電強度越低。如果你走這條路，那麼這種電容器的實際使用將變得毫無意義——它只能在極低的電壓下工作。
- 增加電介質的電導率。這條道路取決於目前存在的生產技術的發展。絕緣材料不僅要具有較高的導磁率值，還要具有良好的介電性能，還要將其參數保持在要求的頻率範圍內（隨著電容器工作頻率的增加，介電特性下降）。
一些專業或研究裝置可能使用球形或圓柱形電容器。
球形電容器的電容可由下式計算
C=4*π*ε*ε0 *R1R2/(R2-R1)
其中 R 是球體的半徑，π=3.14。
對於圓柱形電容器，電容計算如下：
C=2*π*ε*ε0 *l/ln(R2/R1)
l 是圓柱體的高度，R1 和 R2 是它們的半徑。
從根本上說，這兩個公式與扁平電容器的公式沒有區別。電容總是由板的線性尺寸、它們之間的距離和電介質的特性決定的。
電容器的串並聯
可以接電容 串聯或併聯，得到具有新特徵的集合。
並聯
如果將電容器並聯，則所得電池的總容量等於其組件所有容量的總和。如果電池由相同設計的電容器組成，這可以認為是增加了極板的面積。在這種情況下，電池的每個單元上的電壓將相同，並且電荷會累加。對於三個並聯的電容器：
- U=U1=U2=U3;
- q=q1+q2+q3;
- C=C1+C2+C3.
串行連接
串聯時，每個電容的電荷是相同的：
q1=q2=q3=q
總電壓按比例分佈 電容器的電容:
- ü1=q/C1;
- ü2=q/C2;
- ü3= q/C3.
如果所有電容器都相同，則每個電容器上的電壓降相等。總容量為：
С=q/( U1+U2+U3)，因此 1/С=( U1+U2+U3)/q=1/C1+1/秒2+1/秒3.
電容器在技術中的應用
使用電容器作為電能存儲設備是合乎邏輯的。在這種容量下，它們無法與電化學源（原電池、電容器）競爭，因為它們存儲的能量很小，並且由於通過電介質洩漏電荷而導致的自放電速度相當快。但是它們長時間積累能量然後幾乎立即將其釋放的能力被廣泛使用。該特性用於攝影用閃光燈或激光激發燈。
電容器廣泛用於無線電工程和電子領域。電容用作諧振電路的一部分，作為電路的頻率設定元件之一（另一個元件是電感）。它還利用電容器不通過直流電而不延遲可變分量的能力。這種應用通常用於分離放大級，以排除一個級的直流模式對另一級的影響。大電容用作電源中的平滑濾波器。電容器還有大量其他應用，它們的特性很有用。
一些實用的電容器設計
在實踐中，使用了各種扁平電容器設計。設備的設計決定了它的特性和範圍。
可變電容器
一種常見類型的可變電容器 (VPC) 由一塊由空氣或固體絕緣體隔開的可移動和固定板組成。活動板繞軸旋轉，增加或減少重疊面積。當移動塊被移除時，電極間的間隙保持不變，但極板之間的平均距離也增加了。絕緣體的介電常數也保持不變。容量是通過改變板的面積和它們之間的平均距離來調節的。
氧化物電容器
以前，這種電容器被稱為電解電容器。它由兩條由浸漬有電解質的紙介電介質隔開的箔條組成。第一個帶用作一個板，第二個板用作電解質。電介質是其中一個金屬條上的一層薄薄的氧化物，第二個金屬條用作集電器。
由於氧化層非常薄，並且電解質與其緊密相鄰，因此可以獲得足夠大的容量和中等尺寸。這樣做的代價是工作電壓低——氧化層不具有高電氣強度。隨著工作電壓的增加，需要顯著增加電容器的尺寸。
另一個問題是氧化物具有單面導電性，因此此類容器僅用於具有極性的直流電路中。
電離器
如上圖所示，傳統的增加方法 電容器 有天然的局限性。因此，真正的突破是電離器的創造。
雖然這個設備被認為是電容器和電池之間的中間環節，但本質上它仍然是一個電容器。
由於使用了雙電層，板之間的距離大大減少。板是具有相反電荷的離子層。由於泡沫多孔材料，可以大幅增加板的面積。因此，可以獲得容量高達數百法拉的超級電容器。這種設備的先天性疾病是工作電壓低（通常在 10 伏以內）。
技術的發展並沒有停滯不前——許多領域的燈被雙極晶體管取代，而它們又被單極三極管所取代。在設計電路時，他們會盡可能地消除電感。而且電容器在第二個世紀沒有失去地位，它們的設計自萊頓罐發明以來沒有發生根本性的變化，也沒有結束其職業生涯的前景。
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