電荷與電場
電容(capacitance)
電容衡量一個元件每施加一伏特能儲存多少電荷,就像水桶的寬度衡量每一公分深度能裝多少水一樣。電容大表示物體能吸進大量電荷而電壓卻升不了多少;電容小則很快就滿。它回答的問題是:這個物體囤積電荷的本事有多好?
電容 C 定義為所儲存的電荷除以由此產生的電位差:C = Q / V。它的國際單位是法拉(F),其中 1 法拉 = 1 庫侖每伏特。法拉是很大的單位,所以真實的電容器通常以微法拉(10^-6 F)或皮法拉(10^-12 F)計。電容只取決於幾何形狀與材料,而與你恰好儲存多少電荷無關:對平行板電容器,C = epsilon_0 A / d,板面積 A 越大、板間距 d 越小則電容越大。
由於帶電電容器儲存能量 U =(1/2)C V^2,電容也告訴你一個元件能在它的電場中儲存多少能量。電容無所不在:在電路的計時中、在感測你手指電容的觸控螢幕中、在瞬間傾倒儲存電荷的相機閃光燈中,以及在電腦裡保存位元的記憶胞中。
一個 100 微法拉的電容器充到 5 V,儲存 Q = C V =(100 x 10^-6)(5) = 5 x 10^-4 C,並儲存能量(1/2)(100 x 10^-6)(5)^2 = 1.25 x 10^-3 J。
電容把儲存的電荷與電壓連起來:Q = C V。
電容由幾何形狀決定,而非由板上有多少電荷決定。增加電荷會使電壓成比例升高,使得 C = Q/V 保持不變。
又称
另见