2.3.3 理想電容元件

理想電容元件是用來表征電路中電場(chǎng)存儲(chǔ)能力這一物理性質(zhì)的電路元件，簡(jiǎn)稱電容元件（或電容）。電容元件能夠以電荷形式存儲(chǔ)能量，就如同小型可充電電池那樣，在其極板上產(chǎn)生電壓。

1.電容元件的電路符號(hào)

圖2-53所示為電容元件的電路符號(hào)，其中，圖2-53a為無極性的電容元件的電路符號(hào)，圖2-53b、c所示都為有極性電容，并且圖中所示的極性電容都是上方端表示為電容的陽(yáng)極或正極。

電容符號(hào)為C，單位為法拉（F），在電路中，電容的兩個(gè)金屬極板上聚集等量異號(hào)的電荷，當(dāng)電容兩端電壓u越大，聚集的電荷q就越多，產(chǎn)生的電場(chǎng)就越強(qiáng)，存儲(chǔ)的電場(chǎng)能力就越多。電荷q與電壓u的比值稱為電容，即

式中，q的單位為庫(kù)倫（C），u的單位為伏特（V）。

根據(jù)電容的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，電容的電容量與極板的尺寸及其介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。對(duì)平板電容器而言，若其極板正對(duì)面積為S，極板間距離為d，介質(zhì)的介電常數(shù)為ε，則電容量為

從上式可知，電容大小與介電常數(shù)和極板面積成正比，與極板間距離成反比。

2.電容元件的伏安關(guān)系

當(dāng)電容量為C的電容兩端加上電壓時(shí)，如圖2-54所示，上下極板儲(chǔ)集的是等量的正負(fù)電荷。若極板上的電荷量q或電壓u發(fā)生變化，則在電路中就會(huì)形成電流i，在關(guān)聯(lián)參考方向下，i與u的關(guān)系為

式（2-9）表明，通過電容電流與其兩端電壓的變化率成正比，只有當(dāng)電容兩端電壓發(fā)生變化時(shí)，才有電流通過電容，因此電容是一種動(dòng)態(tài)元件。當(dāng)電容元件兩端加恒定的直流電壓時(shí)，則由上式可知，i=0，通過電容的電流為零，電容元件可視為開路。