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电容器是简单的无源器件，当连接到电压源时，可以在其板上存储电荷。电容是我们最常见的器件之一，种类繁多应用广泛，虽然电容原理一样，但是生产制造工艺完全不一样，所以产业链也很复杂庞大，国内基本上不同种类的电容器都有不同的厂家生产，国外经过兼并等运作，一些国际大厂主营不同种类的电容生产和制造，比如村田，基美等。本文带你再次深入了解电容器的具备原理和相关的计算方法及一些概念和常识。
本质上我们将看到电容器是由两片或多片由绝缘材料隔开的导电材料组成的无源电子元件。电容器是一种具有以电荷形式存储能量的能力或“能力”的组件，在其极板上产生电位差（静态电压），就像小型可充电电池一样。
有许多不同种类的电容器可供选择，从谐振电路中使用的非常小的电容器磁珠到大功率因数校正电容器，但它们都做同样的事情，它们存储电荷。
就其基本形式而言，电容器由两个或多个平行的导电（金属）板组成，这些板彼此不连接或接触，而是通过空气或某种形式的良好绝缘材料进行电气分离。这种绝缘材料可以是蜡纸、云母、陶瓷、塑料或某种形式的液体凝胶，如电解电容器。
作为对电容器的良好介绍，值得注意的是，电容器极板之间的绝缘层通常称为电介质。
典型电解电容器由于这种绝缘层，直流电流不能流过电容器，因为它会阻塞电容器，从而使电压以电荷的形式存在于极板上。
电容器的导电金属板可以是方形、圆形或矩形，也可以是圆柱形或球形，具有平行板电容器的一般形状、尺寸和结构，具体取决于其应用和额定电压。
当用于直流或直流电路时，电容器充电至其电源电压，但会阻止电流流过它，因为电容器的电介质是不导电的，基本上是绝缘体。然而，当电容器连接到交流电或交流电路时，电流似乎直接通过电容器，电阻很小或没有电阻。
电荷有两种类型，一种是质子形式的正电荷，另一种是电子形式的负电荷。当直流电压被施加在电容器上时，正（+ve）电荷迅速积聚在一个板上，而相应和相反的负（-ve）电荷积聚在另一个板上。对于到达一个板的每个+ve电荷粒子，相同符号的电荷将离开-ve板。
然后，极板保持电荷中性，并且由于该电荷在两个极板之间建立电位差。一旦电容器达到其稳态状态，由于用于分离极板的电介质的绝缘特性，电流就无法流过电容器本身和电路周围。
电子流到极板上称为电容器充电电流，它继续流动，直到两个极板（以及电容器）上的电压等于施加的电压Vc。在这一点上，电容器被称为电子“完全充电”。
当极板完全放电（初始条件）时，该充电电流的强度或速率达到最大值，当极板充电到电容器极板上的电位差等于源电压时，该值会慢慢减小到零。
电容器两端存在的电位差大小取决于源电压所做的功沉积在极板上的电荷量以及电容器的电容量，如下图所示。
平行板电容器是最简单的电容器形式。它可以使用两个金属或金属箔板在彼此平行的距离处构造，其电容值以法拉为单位，由导电板的表面积和它们之间的分离距离固定。改变其中任何两个值都会改变其电容值，这构成了可变电容器工作的基础。
此外，由于电容器以电荷的形式将电子的能量存储在极板上，因此极板越大和/或它们的间隔越小，电容器在其极板上的任何给定电压下所保持的电荷就越大。换句话说，更大的板，更小的距离，更大的电容。
通过向电容器施加电压并测量极板上的电荷，电荷Q与电压V的比率将给出电容器的电容值，因此给出为：C=Q/V这个方程也可以重新排列，给出熟悉的板上电荷量公式：Q=CxV
虽然我们已经说过电荷存储在电容器的极板上，但更准确地说，电荷内的能量存储在两个极板之间的“静电场”中。当电流流入电容器时，它会充电，因此静电场会变得更强，因为它在极板之间储存了更多的能量。
同样，当电流从电容器流出并放电时，随着能量移出极板，两块板之间的电位差减小，静电场减小。
电容器以静电场的形式将电荷存储在其极板上的特性称为电容器的电容。不仅如此，电容也是电容器的特性，可以抵抗其两端的电压变化。
电容器的电容电容是电容器的电气特性，是电容器将电荷存储在其两块板上的能力的量度，电容单位是以英国物理学家迈克尔·法拉第命名的法拉（缩写为F）。
电容定义为当一库仑的电荷通过一伏的电压存储在板上时，电容器具有一法拉的电容。请注意，电容C的值始终为正，没有负单位。然而，法拉是一个非常大的测量单位，可以单独使用，因此通常使用法拉的子倍数，例如微法拉、纳法拉和皮法拉。
标准电容单位微法拉（μF）1μF=1/1,,=0.001=10-6F
纳法拉（nF）1nF=1/1,,,=0.001=10-9F
皮法（pF）1pF=1/1,,,,=0.001=10-12F
然后，使用上述信息，我们可以构建一个简单的表格，以帮助我们在皮法拉（pF）、纳米法拉（nF）、微法拉（μF）和法拉（F）之间进行转换，如图所示。
电容器简介–电容的计算平行板电容器的电容与面积成正比，以米为单位A2与这两个导电板之间的距离或间隔成反比，d（即介电厚度）以米为单位给出。
平行板电容器电容的广义方程为：C=ε（A/d），其中ε表示所用介电材料的绝对介电常数。介电常数，εo也称为“自由空间的介电常数”，其值为约8.x10-12法拉每米。
为了使数学更容易一些，这个自由空间的介电常数，εo，可以写成：1/（4πx9×)，也可以以每米皮法（pF）为单位作为常数：8.85表示自由空间值。但请注意，由此产生的电容值将以皮法为单位，而不是以法拉为单位。
通常，电容器的导电板由某种绝缘材料或凝胶隔开，而不是完美的真空。在计算电容器的电容时，我们可以考虑空气的介电常数，尤其是干燥空气的介电常数，因为它们非常接近，因此与真空的介电常数相同。
电容器示例No1简介
电容器由两块0cmx50cm的导电金属板构成，彼此间隔6毫米，并使用干燥空气作为其唯一的介电材料。计算电容器的电容。
然后计算出由空气隔开的两块板组成的电容器的值为0.nF或pF。
电容器简介–电介质及介电常数除了导电板的整体尺寸及其彼此之间的距离或间距外，影响器件整体电容的另一个因素是所使用的介电材料的类型。换句话说，电介质的“介电常数”（ε）。
电容器的导电板通常由金属箔或金属膜制成，允许电子和电荷流动，但使用的介电材料始终是绝缘体。在电容器中用作电介质的各种绝缘材料在阻挡或传递电荷的能力方面有所不同。
这种介电材料可以由多种绝缘材料或这些材料的组合制成，最常用的类型是：空气、纸张、聚酯、聚丙烯、聚酯薄膜、陶瓷、玻璃、油或各种其他材料。
与空气相比，介电材料或绝缘体增加电容器电容的因素称为介电常数k，具有高介电常数的介电材料是比介电常数较低的介电材料更好的绝缘体。介电常数是一个无量纲的量，因为它是相对于自由空间的。
因此，板之间介电材料的实际介电常数或“复介电常数”是自由空间介电常数（εo）和相对介电常数（εr）的用作电介质的材料，其公式为：
复杂介电常数换句话说，如果我们采用自由空间的介电常数，εo作为我们的基本水平，并使其等于1，当自由空间的真空被某种其他类型的绝缘材料取代时，其电介质的介电常数参考自由空间的基本介电常数，从而产生称为“相对介电常数”的乘法因子，εr.因此，复介电常数的值ε将始终等于相对介电常数乘以1。
常见材料的介电常数、ε或介电常数的典型单位为：纯真空=1.0，空气=1.6，纸张=2.5至.5，玻璃=至10，云母=5至7，木材=至8和金属氧化物粉末=6至20等。然后，这给了我们电容器电容的最终方程，如下所示：
在保持电容器尺寸较小的同时增加电容器的总电容的一种方法是在单个电容器主体内将更多极板“交错”在一起。电容器可以将许多单独的板连接在一起，而不是只有一组平行板，从而增加了板的表面积A。
对于如上图所示的标准平行板电容器，电容器有两个极板，标记为A和B。因此，由于电容器极板的数量是两个，我们可以说n=2，其中“n”表示极板的数量。
那么我们上面关于单个平行板电容器的方程式实际上应该是：
然而，电容器可能有两个平行板，但每个板只有一侧与中间的电介质接触，因为每个板的另一侧形成电容器的外部。如果我们把板的两半连接在一起，我们实际上只有“一个”整板与电介质接触。
对于单个平行板电容器，n–1=2–1等于1asC=（εo*εrx1xA）/d和说的一模一样：C=（εo*εr*A）/d这是上面的标准方程式。
现在假设我们有一个由9个交错板组成的电容器，那么n=9，如图所示。
多极板电容器（目前常见的陶瓷电容，内部达几百层）现在我们有五块板连接到一根引线（A），四块板连接到另一根引线（B）。然后，连接到引线B的四个板的两侧都与电介质接触，而连接到A的每个外板只有一侧与电介质接触。然后如上所述，每组板的有用表面积仅为8，因此其电容为：
现代电容器可以根据其绝缘电介质的特性和特性进行分类：
低损耗、高稳定性，如云母、低介电常数陶瓷、聚苯乙烯。
中等损耗，中等稳定性，如纸张、塑料薄膜、高K陶瓷。
极化电容器，如电解电容器、钽电容器。
电容器简介–额定电压所有电容器都具有最大额定电压，在选择电容器时，必须考虑施加在电容器上的电压量。在不损坏电容器介电材料的情况下，可以施加到电容器上的最大电压量通常在数据手册中给出为：WV（工作电压）或WVDC（直流工作电压）。
如果施加在电容器两端的电压过大，电介质将击穿（称为电气击穿），电容器极板之间将发生电弧，从而导致短路。电容器的工作电压取决于所使用的介电材料的类型及其厚度。
电容器的直流工作电压就是这样，最大直流电压而不是最大交流电压，因为直流电压额定值为伏直流的电容器不能安全地承受伏的交流电压。由于RMS值为伏的交流电压的峰值将超过伏！（√2x）。
那么需要在伏交流电下工作的电容器的工作电压应至少为伏。在实践中，应选择电容器，使其工作电压（直流或交流）至少比施加到其上的最高有效电压大50%。
影响电容器工作的另一个因素是介电泄漏。电容器中发生介电泄漏是由于流过介电材料的不需要的漏电流造成的。
通常，假设电介质的电阻非常高，并且良好的绝缘体可以阻止直流电流通过电容器（如完美电容器）从一个板流向另一个板。
但是，如果介电材料因电压过高或温度过高而损坏，则通过电介质的泄漏电流将变得非常高，导致极板上的电荷快速损失和电容器过热，最终导致电容器过早失效。然后切勿在电压高于电容器额定值的电路中使用电容器，否则它可能会变热并爆炸。
电容器简介总结在本教程中，我们已经看到，电容器的工作是将电荷存储在其极板上。电容器可以在其极板上存储的电荷量称为其电容值，取决于三个主要因素。
表面积–构成电容器的两个导电板的表面积A，面积越大，电容越大。
距离–两块板之间的距离d，距离越小，电容越大。
介电材料–将两块板分开的材料类型称为“电介质”，电介质的介电常数越高，电容越大。
我们还看到，电容器由金属板组成，这些金属板不会相互接触，而是被一种称为电介质的材料隔开。电容器的电介质可以是空气，甚至可以是真空，但通常是非导电绝缘材料，如蜡纸、玻璃、云母、不同类型的塑料等。电介质具有以下优点：
介电常数是介电材料的特性，因材料而异，使电容增加k倍。
电介质在两块板之间提供机械支撑，使板在不接触的情况下更紧密地靠在一起。
电介质的介电常数增加了电容。
与空气相比，电介质增加了最大工作电压。
电容器可用于许多不同的应用和电路，例如在传递音频信号、脉冲或交流电或其他时变波形时阻断直流电流。这种阻断直流电流的能力使电容器能够用于平滑电源的输出电压，以消除信号中不需要的尖峰，否则这些尖峰往往会导致半导体或数字元件的损坏或误触发。
电容器还可用于调节音频电路的频率响应，或将必须保护免受直流电流传输影响的独立放大器级耦合在一起。
当在直流电源上使用时，电容器具有无限阻抗（开路），在非常高的频率下，电容器具有零阻抗（短路）。所有电容器都具有最大工作直流电压额定值（WVDC），因此建议选择额定电压至少比电源电压高50%的电容器。
在本篇电容器介绍教程中，我们已经看到，电容器的样式和类型种类繁多，每一种都有其独特的优点、缺点和特点。如果包含所有类型，本教程部分将变得非常大，因此在下一个关于电容器的教程中，将介绍最常用的类型。
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