圖中,A與(yu) B為(wei) 平行放置的導電極板,其間隔以絕緣物質(如空氣),經由一開關(guan) S連接至一直流源E。兩(liang) 極板未接通電源前均保持中性為(wei) 不帶電之狀態。當S閉合後,極板A之電子被吸引向電池的正極,因而A呈現帶正電荷的現象;同時電池負端的電子則被排斥向極板B,使B呈現帶負電荷的現象;因此,在A、 B兩(liang) 極板之間形成電場並建立一電位差V。這種電子流動的現象持續進行,所轉移之電量與(yu) 電源之電壓成正比,直至AB兩(liang) 極板間之電位差與(yu) 電源電壓相等時
(V = E),才停止電子之移動。電子流動的過程中,將電源的能量帶出而轉存於(yu) 兩(liang) 極板之上,也就是說儲(chu) 存了電荷。
如上所述,將兩(liang) 平行導電極板隔以絕緣物質而具有儲(chu) 存電荷能力的器材,稱
為(wei) 電容器(capacitor或condenser)。導電極板稱為(wei) 電容器之電極(electrode),絕緣物質稱為(wei) 電介質(dielectric)或簡稱介質。
電容量(capacitance)是用來表示電容器能儲(chu) 蓄電荷的能力(或容量)。各種電容器,因導體(ti) 的大小體(ti) 形狀體(ti) 材質及板間距離與(yu) 介質種類等因素的不同而有不一樣的電容量,但所能儲(chu) 存的電荷量Q與(yu) 其電位V係成正比,即
Q=CV
式中的比例常數C即為(wei) 電容器之電容量,簡稱電容。
C=Q/V
電容的單位為(wei) 「庫能/伏特」,為(wei) 了紀念科學家法拉第(Michael Faraday l791~1867,英)對電學的偉(wei) 大貢獻,將1庫侖(lun) /伏特的電容稱為(wei) 1法拉(farad)
,簡稱法,單位記號為(wei) F或f。在實用上,法拉之單位常嫌過大,例如一個(ge) 球體(ti)
若要1法拉的電容,則半徑必須為(wei) 9*10e9公尺!因此常以微法(μF)或微微法(μμF或pF)來表示電容值的大小。
兩(liang) 平行金屬板電容器是最簡單而且實用的電容器,在兩(liang) 板之間填以介質,兩(liang) 板之間隔d甚小於(yu) 板的麵積A,如下圖所示。電容之大小與(yu) 金屬板之麵積及介質之介電係數ε成正比,而與(yu) 兩(liang) 板間之距離成反比,即
C=(εA)/d
真空或空氣之介電係數為(wei) ε =8.84*10e-12(F/m)。
電容器的工作原理