1.4 電容元件
1.4 電容元件
1.4.1 電容元件及其伏安關(guān)系
1.電容器
電容器是工程技術(shù)上應(yīng)用十分廣泛的一種電路元件。電容器的品種和規(guī)格多種多樣，但就其構(gòu)成原理來說都是一樣的。它是由兩塊金屬板用不同介質(zhì)（云母、絕緣紙、電解質(zhì)等）隔開所組成。當(dāng)兩個(gè)極板外加電源以后，極板上分別聚集起等量的正、負(fù)電荷，在介質(zhì)中建立電場(chǎng)并儲(chǔ)存電場(chǎng)能量。當(dāng)移去電源后，電荷可繼續(xù)聚集在極板上，電場(chǎng)也將繼續(xù)存在。所以，電容器是一種能夠儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的電路元件。理想電容元件就是反映這種物理現(xiàn)象的電路模型。
線性電容元件的圖形符號(hào)如圖1-11（a）所示，圖中+q和-q是電容元件正、負(fù)極板上聚集的電荷量。如果規(guī)定電容元件上電壓的參考方向?yàn)檎龢O指向負(fù)極，則任意時(shí)刻電容極板上的電荷與其兩端的電壓關(guān)系如下所示：
圖1-11 電容元件及其庫伏特性
q=Cu （1-11）
式中，C是電容元件的電容量，簡(jiǎn)稱電容。C是一個(gè)與電荷q和電壓u無關(guān)的正實(shí)常數(shù)。在國際單位制（SI）中，電壓的單位為V（伏），電荷的單位為C（庫），則電容的單位為法拉，簡(jiǎn)稱法，用F表示。F是一個(gè)很大的單位，工程上常采用μF（微法）、pF（皮法）等較小的輔助單位。1F=106μF=1012pF。
2.電容的伏安特性
以電壓u為橫坐標(biāo)，電荷q為縱坐標(biāo)，畫出電容元件的關(guān)系曲線，稱為庫伏特性曲線。在u-q平面上，線性電容元件的庫伏特性是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如圖1-11（b）所示。
如圖1-11（a）所示，電容元件的電壓和電流取關(guān)聯(lián)參考方向，則有