电容是静电学的基本概念之一。该术语是指积累电荷的能力。你可以谈论一个单独导体的容量，你可以谈论一个由两个或多个导体组成的系统的容量。物理过程类似。
与电容量相关的基本概念
如果导体已接收到电荷 q，则其上会出现电势 φ。这个电位取决于几何形状和环境——对于不同的导体和条件，相同的电荷会导致不同的电位。但是 φ 总是与 q 成正比：
φ=Cq
系数 C 称为电容。如果我们谈论的是由多个导体（通常是两个）组成的系统，那么当向一个导体（板）施加电荷时，就会产生电位差或电压 U：
U=Cq，因此 С=U/q
电容可以定义为电势差与引起它的电荷的比率。电容的国际单位制单位是法拉（他们过去常说法拉）。 1 F \u003d 1 V / 1 C。换句话说，一个系统的容量为 1 法拉，其中，当施加 1 库仑的电荷时，会产生 1 伏的电位差。 1 法拉是一个非常大的值。在实践中，分数值是最常用的——皮法、纳法、微法。
在实践中，这样的连接使得能够获得能够承受比单个电池更高的电介质击穿电压的电池。
电容器电容的计算
在实践中，作为具有归一化电容的元件，最常使用 电容器，由两个扁平导体（板）组成，由电介质隔开。计算这种电容器的电容的公式如下所示：
C=(S/d)*ε*ε0
在哪里：
- C——容量，F；
- S为饰面面积，平方米；
- d——板间距离，m；
- ε0 - 电常数，常数，8.854 * 10−12 调频;
- ε 是电介质的介电常数，一个无量纲的量。
由此不难理解，电容与极板的面积成正比，与导体之间的距离成反比。此外，容量受分隔板的材料的影响。
要了解决定电容的量如何影响电容器存储电荷的能力，您可以进行思想实验来创建具有最大可能电容的电容器。
- 您可以尝试增加板块的面积。这将导致设备的尺寸和重量急剧增加。为了减小用电介质分隔它们的衬里的尺寸，它们被卷起（成管、扁平煤块等）。
- 另一种方法是减少板之间的距离。并非总是可以将导体放置得很近，因为介电层必须承受板之间的一定电位差。厚度越小，绝缘间隙的介电强度越低。如果你走这条路，那么这种电容器的实际使用将变得毫无意义——它只能在极低的电压下工作。
- 增加电介质的电导率。这条道路取决于目前存在的生产技术的发展。绝缘材料不仅要具有较高的导磁率值，还要具有良好的介电性能，还要将其参数保持在要求的频率范围内（随着电容器工作频率的增加，介电特性下降）。
一些专业或研究装置可能使用球形或圆柱形电容器。
球形电容器的电容可由下式计算
C=4*π*ε*ε0 *R1R2/(R2-R1)
其中 R 是球体的半径，π=3.14。
对于圆柱形电容器，电容计算如下：
C=2*π*ε*ε0 *l/ln(R2/R1)
l 是圆柱体的高度，R1 和 R2 是它们的半径。
从根本上说，这两个公式与扁平电容器的公式没有区别。电容总是由板的线性尺寸、它们之间的距离和电介质的特性决定的。
电容器的串并联
可以接电容 串联或并联，得到具有新特征的集合。
并联
如果将电容器并联，则所得电池的总容量等于其组件所有容量的总和。如果电池由相同设计的电容器组成，这可以认为是增加了极板的面积。在这种情况下，电池的每个单元上的电压将相同，并且电荷会累加。对于三个并联的电容器：
- U=U1=U2=U3;
- q=q1+q2+q3;
- C=C1+C2+C3.
串行连接
串联时，每个电容的电荷相同：
q1=q2=q3=q
总电压按比例分布 电容器的电容:
- ü1=q/C1;
- ü2=q/C2;
- ü3= q/C3.
如果所有电容器都相同，则每个电容器上的电压降相等。总容量为：
С=q/( U1+U2+U3)，因此 1/С=( U1+U2+U3)/q=1/C1+1/秒2+1/秒3.
电容器在技术中的应用
使用电容器作为电能存储设备是合乎逻辑的。在这种容量下，它们无法与电化学源（原电池、电容器）竞争，因为它们存储的能量很小，并且由于通过电介质泄漏电荷而导致的自放电速度相当快。但是它们长时间积累能量然后几乎立即将其释放的能力被广泛使用。该特性用于摄影用闪光灯或激光激发灯。
电容器广泛用于无线电工程和电子领域。电容用作谐振电路的一部分，作为电路的频率设定元件之一（另一个元件是电感）。它还利用电容器不通过直流电而不延迟可变分量的能力。这种应用通常用于分离放大级，以排除一个级的直流模式对另一级的影响。大电容用作电源中的平滑滤波器。电容器还有大量其他应用，它们的特性很有用。
一些实用的电容器设计
在实践中，使用了各种扁平电容器设计。设备的设计决定了它的特性和范围。
可变电容器
一种常见类型的可变电容器 (VPC) 由一块由空气或固体绝缘体隔开的可移动和固定板组成。活动板绕轴旋转，增加或减少重叠面积。当移动块被移除时，电极间的间隙保持不变，但极板之间的平均距离也增加了。绝缘体的介电常数也保持不变。容量是通过改变板的面积和它们之间的平均距离来调节的。
氧化物电容器
以前，这种电容器被称为电解电容器。它由两条由浸渍有电解质的纸介电介质隔开的箔条组成。第一个带用作一个板，第二个板用作电解质。电介质是其中一个金属条上的一层薄薄的氧化物，第二个金属条用作集电器。
由于氧化层非常薄，并且电解质与其紧密相邻，因此可以获得足够大的容量和中等尺寸。这样做的代价是工作电压低——氧化层不具有高电气强度。随着工作电压的增加，有必要显着增加电容器的尺寸。
另一个问题是氧化物具有单向导电性，因此此类容器仅用于具有极性的直流电路中。
电离器
如上图所示，传统的增加方法 电容器 有天然的局限性。因此，真正的突破是电离器的创造。
虽然这个设备被认为是电容器和电池之间的中间环节，但本质上它仍然是一个电容器。
由于使用了双电层，板之间的距离大大减少。板是具有相反电荷的离子层。由于泡沫多孔材料，可以大幅增加板的面积。因此，可以获得容量高达数百法拉的超级电容器。这种设备的先天性疾病是工作电压低（通常在 10 伏以内）。
技术的发展并没有停滞不前——许多领域的灯被双极晶体管取代，而它们又被单极三极管所取代。在设计电路时，他们会尽可能地消除电感。而电容器在第二个世纪没有失去地位，它们的设计自莱顿罐发明以来没有发生根本性的变化，也没有结束其职业生涯的前景。
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