1.4 電容元件
1.4.1 電容元件及其伏安關系
1.電容器
電容器是工程技術上應用十分廣泛的一種電路元件。電容器的品種和規格多種多樣，但就其構成原理來說都是一樣的。它是由兩塊金屬板用不同介質（云母、絕緣紙、電解質等）隔開所組成。當兩個極板外加電源以后，極板上分別聚集起等量的正、負電荷，在介質中建立電場并儲存電場能量。當移去電源后，電荷可繼續聚集在極板上，電場也將繼續存在。所以，電容器是一種能夠儲存電場能量的電路元件。理想電容元件就是反映這種物理現象的電路模型。
線性電容元件的圖形符號如圖1-11（a）所示，圖中+q和-q是電容元件正、負極板上聚集的電荷量。如果規定電容元件上電壓的參考方向為正極指向負極，則任意時刻電容極板上的電荷與其兩端的電壓關系如下所示：
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，簡稱電容。C是一個與電荷q和電壓u無關的正實常數。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，簡稱法，用F表示。F是一個很大的單位，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，電荷q為縱坐標，畫出電容元件的關系曲線，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原點的直線，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聯參考方向，則有
由式（1-12）可以看出：在任何時刻，流過電容元件的電流與其兩端的電壓變化率成正比。當電容元件兩端的電壓發生劇變，即
很大時，將產生很大的電流；當其兩端電壓不變時，電流為零，這時電容元件相當于開路，故電容具有隔斷直流（簡稱隔直）的作用。
對式（1-12）兩邊取積分，可以得到在t時刻電容元件上用電流i表示的電壓u的方程式
式中，u（0）為t=0時刻電容元件上的初始電壓。上式表明：電容元件在某一時刻t的電壓反映了t以前流過的全部電流的累積效應。也就是說，在某一時刻t，電容元件的電壓不僅與0到t的電流值有關，還與初始電壓u（0）有關。因此，電容元件是一種具有“記憶”的元件。