1.电容器
什么是电容器呢?任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体都可以构成电容器(简称电容),这两个导体称为电容的两个极板,极板上接有电极,用于和电路连接。中间所充的绝缘物质称为电容器的介质,常见的电容器介质有空气、云母、绝缘纸、塑料薄膜和陶瓷等。常见电容器的结构示意图如图2-1-1(a)所示,电容器的符号如图2-1-1(b)所示。
电容器的基本特征是能够储存电荷。如图2-1-2所示,把电容器的两个极板分别与电池的两极相连,两个极板就会带等量异号电荷,一旦电容器两极板带上等量异号的电荷,电容器两端就会产生电压,而且电压随着存储的电荷增多而增大,当增大到等于电源电压时,电容器两极板上的正、负电荷将保持一定值,同时电容器的两极板将存在电场。去掉电源后,电容器中仍存储着电能,这些电能存在于电容器两极板间的电场中,因而又称电场能。
图2-1-1 电容器的结构与符号
(a)电容器结构示意;(b)电容器符号
图2-1-2 电容器存储电荷
2.电容量
电容器带电时,它的两个极板间就具有电压U。对于任何一个电容器,这个电压将随着极板所带电荷量Q的增加而增加,它们的比值是一个常量。但是,对于不同的电容器,这个比值一般并不相同,可见这个比值反映了电容器存储电荷本领的大小。
电容器所带电荷量Q跟它的两个极板间的电压U的比值,叫作电容器的电容量,简称电容,用C表示,即
式中 Q——任一极板上的电荷量,C;(www.daowen.com)
U——两极板间的电压,V;
C——电容,F。
上式表明,要使电容器两极板间的电压U达到一定值,所需的电荷量Q越大,电容器的电容C就越大。这种情况类似于两个不同容量的容器盛水的情形,如图2-1-3所示,为使容器中的水达到相同的高度,不同容器所需的水量也是不一样的。
图2-1-3 不同容器存储水量不同
在国际单位制中,电容的单位是法[拉],简称法,符号为F。一个电容器,如果电荷量为1 C,两极板电位差恰为1 V,则这个电容器的电容就是1 F。实际应用中法[拉]这一单位太大,常用较小的单位,微法(μF)和皮法(pF)。
1 μF=10-6 F
1 pF=10-6 μF=10-12 F
电容量的大小与极板面积、介质的介电常数和介质的厚度有关;极板面积越大,介质的介电常数越大,介质的厚度越薄,则电容量越大。应该注意的是,电容器和电容量都可以简称电容,而且都可以用C表示,但两者意义不同。
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