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。您可以談論單個導體的電容，您可以談論兩個或多個導體的系統的電容。物理過程類似。
與電容相關的基本概念
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。但是 φ 總是與 q 成正比：
φ=Cq
係數 C 和稱為電容。如果我們談論的是一個由多個導體（通常是兩個）組成的系統，當給一個導體（包層）充電時，就會產生電位差或電壓 U：
U=Cq，因此 C=U/q
電容可以定義為電勢差與引起它的電荷之比。 SI 中的容量單位是法拉（他們過去常說法拉）。 1 F = 1 V/1 Cl。換句話說，1 庫侖的電荷產生 1 伏的電位差的系統具有 1 法拉的容量。 1 法拉是一個非常大的值。在實踐中，分數值——皮法、納法、微法——是最常用的。
在實踐中，這種連接允許電池能夠承受比單個電池更高的介電擊穿電壓。
電容器容量的計算
在實踐中，作為具有歸一化電容的元件，最常用的是 電容器，由兩個扁平導體（端子）組成，由電介質隔開。這種電容器的電容計算公式如下：
C=(S/d)*ε*ε0
在哪裡：
- C為電容，F；
- S 是刀片的面積，平方米；
- d——蓋板之間的距離，m；
- ε0 - 電常數，常數，8.854*10−12 調頻;
- ε - 介電常數，無量綱值。
由此不難理解，電容與覆蓋物的面積成正比，與導體之間的距離成反比。電容還受用於分隔蓋板的材料的影響。
要了解決定電容的量如何影響電容器存儲電荷的能力，您可以做一個心理實驗來創建一個具有最高可能電容的電容器。
- 您可以嘗試增加繞組的面積。這將導致設備的尺寸和重量急劇增加。為了減小由電介質隔開的層的尺寸，它們被捲起（成管、扁平煤塊等）。
- 另一種方法是減少蓋子之間的距離。並非總是可以將導體彼此非常靠近，因為介電層必須能夠承受覆蓋層之間的一定電位差。厚度越小，絕緣間隙的電氣強度越低。如果我們使用這種方式，那麼這種電容器的實際應用就會變得毫無意義——它只能在極低的電壓下工作。
- 增加介電導磁率。這種方式取決於當前生產技術的發展。絕緣材料不僅要具有高的導磁率值，還要具有良好的介電性能，並將其參數保持在所需的頻率範圍內（隨著電容器工作頻率的增加，介電特性會降低）。
球形或圓柱形電容器可用於一些專門或研究裝置。
球形電容器的容量可由下式計算
C=4*π*ε0 *R1R2/(R2-R1)
其中 R 是球體的半徑，π=3.14。
對於圓柱形電容器設計，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。
原則上，這兩個公式與扁平電容器的公式沒有區別。電容總是由端子的線性尺寸、端子之間的距離和電介質的特性決定。
串聯和並聯連接電容器
可以接電容 串聯或併聯，創建具有新特徵的集合。
並聯
如果電容器並聯連接，則所得電池的總電容等於其組件所有電容的總和。如果電池由相同設計的電容器組成，則可以認為是將所有極板的面積相加。在這種情況下，電池的每個元件上的電壓將相同，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.
串聯連接
串聯時，每個電容的電荷相同：
q1=q2=q3=q
總電壓按比例分佈 到電容器的電容:
- 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相同。總電容為：
C=q/(U1+U2+U3)，因此 1/C=( U1+U2+U3)/q=1/C1+1/С2+1/С3.
電容器在工程中的應用
使用電容器作為電能的蓄能器是有意義的。因此，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的電荷洩漏而導致的相當快速的自放電。但是它們能夠長時間儲存能量然後幾乎立即釋放能量的能力被廣泛使用。該特性用於攝影用閃光燈或用於激發激光的燈中。
電容器在無線電工程和電子學中非常常見。電容器在諧振電路中用作電路的頻率保持元件之一（另一個元件是電感）。還使用了電容器在不捕獲交流分量的情況下阻止直流電的能力。這種應用通常用於劃分放大器級以消除一個級的直流模式對另一級的影響。大容量電容器用作電源中的平滑濾波器。還有無數其他電容器應用，它們的特性被證明是有用的。
一些實用的電容器設計
實踐中使用了多種扁平電容器設計。設備的設計決定了它的特性和應用。
可變電容器
一種常見的可變電容器（交流電容器）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。當可移動單元被撤回時，極間間隙保持不變，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。通過改變蓋子的面積和它們之間的平均距離來調整電容。
氧化物電容器
這種電容器過去被稱為電解電容器。它由兩條箔片組成，由浸在電解液中的紙質電介質隔開。第一個帶用作一個蓋子，第二個用作電解質。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。
因為氧化層很薄，電解質靠近它，所以可以在中等尺寸的情況下獲得相當大的容量。這樣做的代價是低工作電壓 - 氧化層不具有高電氣強度。隨著工作電壓的增加，電容器的尺寸必須顯著增加。
另一個問題是氧化物具有單嚮導電性，因此此類電容器僅用於遵守極性的直流電路中。
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。
儘管該設備被認為是介於電容器和電池之間的中間體，但它本質上仍然是電容器。
通過使用雙電層，線圈之間的距離大大減少。具有相反電荷的離子層用作這些層。由於泡沫多孔材料，可以顯著增加蓋子的表面積。因此，可以獲得容量高達數百法拉的超級電容器。此類設備的固有缺陷是工作電壓低（通常在 10 伏以內）。
技術的發展並沒有停滯不前——許多領域的燈已被雙極晶體管取代，而它們又被單極三極管所取代。電感器正在盡可能地擺脫電路設計。電容器在第二世紀沒有放棄自己的地位，自萊頓罐發明以來，它們的設計並沒有發生根本性的變化，也沒有觀察到它們職業生涯結束的前景。
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