由： 馬歇爾大腦 & 克里斯·波萊特 |

幾個電容器，微小的圓柱形電氣元件，焊接到這個主板上。 彼得·達澤利/蓋蒂圖片社

　　在某種程度上，電容器有點像電池。盡管電容器和電池的工作方式完全不同，但它們都存儲電能。如果您已閱讀 電池的工作原理，那么您就知道電池有兩個端子。在電池內部，化學反應在一個端子上產生電子，當您創(chuàng)建電路時，另一個端子會吸收它們。電容器比電池簡單得多，因為它不能產生新的電子——它只存儲它們。電容器之所以被稱為電容器，是因為它具有存儲能量的“能力”。

電容器有點像電池。

　　如何工作

　　在本文中，我們將確切地了解電容器是什么，它的作用以及它在電子產品中的使用方式。我們還將看看電容器的歷史以及幾個人如何幫助塑造它的發(fā)展。

　　電容器可以制造成任何用途，從計算器中最小的塑料電容器到可以為通勤巴士供電的超級電容器。以下是一些各種類型的電容器及其使用方法。

　　空氣：常用于無線電調諧電路

　　聚酯薄膜：最常用于定時器電路，如 時鐘、警報和計數器

　　玻璃：適用于高壓應用

　　陶瓷：用于高頻用途，如天線、X 射線和 MRI 機器

　　超級電容器：為電力和 混合動力汽車

　　電容器內部的端子 連接到兩個金屬板 被非導電物質隔開，或 電介質.您可以輕松地 制作電容器 從兩塊 鋁 箔紙和一張紙(和一些電夾)。就其存儲容量而言，它不會是一個特別好的電容器，但它可以工作。

　　理論上，電介質可以是任何非導電物質。但是，對于實際應用，使用最適合電容器功能的特定材料。云母，陶瓷，纖維素，瓷器，聚酯薄膜，特氟龍甚至空氣都是使用的一些非導電材料。電介質決定了它是什么類型的電容器以及最適合什么電容器。根據電介質的尺寸和類型，有些電容器更適合高頻使用，而有些電容器更適合高壓應用。

　　電容器電路

　　當您將電容器連接到電池時，會發(fā)生以下情況：

　　連接到電池負極端子的電容器上的極板接受電池正在產生的電子。

　　連接到電池正極端子的電容器上的極板會失去電池的電子。

　　充電后，電容器具有相同的 電壓 作為電池(電池上的 1.5 伏意味著電容器上的 1.5 伏)。對于小型電容器，容量很小。但是大電容器可以容納相當大的電荷。您可以找到像汽水罐一樣大的電容器，它們可容納足夠的電荷來點亮手電筒一分鐘或更長時間。

　　甚至自然界也以閃電的形式顯示電容器在工作。一個板塊是 云，另一塊板是地面，閃電是這兩個“板”之間釋放的電荷。 顯然，這么大的電容器可以容納巨大的電荷!

　　假設你像這樣連接一個電容器：

此圖顯示了電容器如何連接到電池。

　　如何工作

　　這里有電池、燈泡和電容器。如果電容器很大，您會注意到，當您連接電池時，燈泡會隨著電流從 電池 到電容器充電。燈泡將逐漸變暗，并在電容器達到其容量后最終熄滅。如果隨后取出電池并用電線更換，電流將從電容器的一板流向另一塊。燈泡最初會亮起，然后隨著電容器放電而變暗，直到完全熄滅。

　　在下一節(jié)中，我們將了解有關電容的更多信息，并詳細介紹電容器的不同使用方式。

　　像水塔

　　可視化電容器動作的一種方法是將其想象成 水塔 鉤在管道上。水塔“儲存”水壓——當水系統泵產生的水超過城鎮(zhèn)需要時，多余的水就會儲存在水塔中。然后，在需求量大的時候，多余的水會從塔中流出，以保持壓力。電容器以相同的方式存儲電子，然后可以在以后釋放它們。

　　法拉

稱為薄膜電容器的電子元件的視圖。電容器是一種在電場中存儲電能的裝置。 哈維爾·扎亞斯攝影/蓋蒂圖片社

　　電容器的存儲潛力，或 電容，以稱為 法拉.一個 1 法拉電容器可以在 1 伏電壓下存儲一個庫侖 (coo-lomb) 電荷。庫侖是 6.25e18(6.25 * 10^18，或 62.5 億) 電子.一 放大 器 表示每秒 1 庫侖電子的電子流速率，因此 1 法拉電容器可以在 1 伏特下保持 1 安培秒的電子。

　　1法拉電容器通常非常大。它可能和一罐金槍魚或 1 升汽水瓶一樣大，具體取決于它可以處理的電壓。因此，電容器通常以微法拉(百萬分之一法拉)為單位進行測量。

　　要了解法拉有多大，請考慮以下幾點：

　　標準堿性 AA 電池 保持大約 2.8 安培小時。

　　這意味著 AA 電池可以在 1.5 伏電壓下產生 2.8 安培一小時的電流(約 4.2 瓦時——AA 電池可以點亮 4 瓦白熾燈泡一個多小時)。

　　讓我們稱之為 1 伏特，以使數學更容易。要將一個 AA 電池的能量存儲在電容器中，您需要 3，600 * 2.8 = 10，080 法拉來容納它，因為安培小時是 3，600 安培秒。

　　如果需要一罐金槍魚大小的東西來容納法拉，那么 10，080 法拉將比單個 AA 電池占用更多的空間!使用電容器來存儲任何大量功率是不切實際的，除非您在高電壓下進行。

　　應用

　　電容器和電池之間的區(qū)別在于，電容器可以在幾分之一秒內傾倒其全部電荷，而電池需要幾分鐘才能完全放電。這就是為什么電子閃光燈上的 照相機 使用電容器 - 電池在幾秒鐘內為閃光燈的電容器充電，然后電容器幾乎立即將全部電量傾倒到閃光燈管中。這會使大型帶電電容器變得極其危險 - 閃光燈組件和 電視 出于這個原因，警告要打開它們。它們包含大電容器，可能會用它們所包含的電荷殺死您。

　　電容器在電子電路中以幾種不同的方式使用：

　　有時，電容器用于存儲高速使用的電荷。這就是閃光燈的作用。大激光器也使用這種技術來獲得非常明亮的瞬時閃光。

　　電容器還可以消除電紋波。如果承載直流電壓的線路中有紋波或尖峰，則大電容器可以通過吸收峰值并填充谷值來平衡電壓。

　　電容器可以阻斷直流電壓。如果將小電容器連接到電池，則一旦電容器充電，電池兩極之間就不會有電流流動。但是，任何交流(AC)信號都會暢通無阻地流過電容器。這是因為電容器會隨著交流電的波動而充電和放電，使交流電看起來在流動。

　　在下一節(jié)中，我們將介紹電容器的歷史，以及一些最聰明的頭腦如何為其進步做出貢獻。

　　電容器的歷史

　　電容器的發(fā)明因您問誰而異。有記錄表明，一位名叫埃瓦爾德·格奧爾格·馮·克萊斯特的德國科學家于 1745 年 11 月發(fā)明了電容器。幾個月后，萊頓大學的荷蘭教授彼得·范·穆申布魯克· 想出了一個非常相似的設備 以 萊頓瓶，通常被認為是第一個電容器。由于克萊斯特沒有詳細的記錄和筆記，也沒有荷蘭同行的惡名，他經常被忽視為電容器發(fā)展的貢獻者。然而，多年來，兩者都得到了同等的認可，因為他們的研究是相互獨立的，僅僅是科學上的巧合。

萊頓罐通常被認為是第一個電容器。它是由萊頓大學的荷蘭教授Pieter van Musschenbroek發(fā)明的。

　　如何工作

　　萊頓罐子是一個非常簡單的設備。它由一個裝滿水的玻璃罐組成，內外襯有金屬箔。玻璃充當電介質，盡管有一段時間人們認為水是關鍵成分。通常有一根金屬線或鏈條通過 軟木 在罐子的頂部。然后將鏈條鉤在可以產生電荷的東西上，很可能是手搖靜態(tài) 發(fā)電機.一旦交付，罐子將保持兩個相等但相反的電荷平衡，直到它們與電線連接，產生輕微的火花或沖擊。

　　本杰明·富蘭克林 與萊頓罐一起工作 在他的電實驗中，很快發(fā)現一塊扁平的玻璃和罐子模型一樣有效，促使他開發(fā)了 扁平電容器，或富蘭克林廣場。多年后，英國化學家邁克爾·法拉第(Michael Faraday)率先將電容器的第一個實際應用用于嘗試存儲來自他的實驗的未使用的電子。這導致了第一個可用的電容器，由大型油桶制成。法拉第在電容器方面的進步最終使我們能夠遠距離提供電力。由于法拉第在電力領域的成就，電容器的計量單位，或 電容，被稱為法拉。

　　電容器常見問題

　　電容器有什么作用?

　　電容器允許以電池無法做到的方式非?？焖俚蒯尫烹娔?。例如，相機的電子閃光燈使用電容器。

　　電容器會殺死你嗎?

　　大型帶電電容器，例如閃光燈組件和電視中的電容器，可能非常危險，并且可能會用它們所包含的電荷殺死您。

　　電容器是電池嗎?

　　電容器有點像電池，因為它們都存儲電能。但它們的工作方式完全不同。電容器也比電池簡單得多，因為它只能存儲電子，不能產生電子。

　　什么是電容器?

　　電容器是從電池中獲取能量并存儲能量的電氣元件。在內部，端子連接到由非導電物質隔開的兩個金屬板。激活后，電容器在幾分之一秒內快速釋放電力。