几个电容器，微小的圆柱形电子元件，焊接到这块主板上。彼得达泽利/盖蒂图片社

在某种程度上，电容器有点像电池。尽管它们以完全不同的方式工作，但电容器和电池都存储电能。如果您阅读过电池工作原理，那么您就会知道电池有两个端子。在电池内部，化学反应会在一个端子上产生电子，而另一个端子会在您创建电路时吸收电子。电容器比电池简单得多，因为它不能产生新的电子——它只能储存它们。电容器之所以这样命名，是因为它具有储存能量的“能力”。

电容器有点像电池

在本文中，我们将准确了解电容器是什么、它的作用以及它在电子产品中的使用方式。

电容器可以制造用于任何用途，从计算器中最小的塑料电容器到可以为通勤巴士供电的超级电容器。以下是一些不同类型的电容器及其使用方法。

• 空气：常用于无线电调谐电路
• 聚酯薄膜：最常用于定时器电路，如时钟、闹钟和计数器
• 玻璃：适用于高压应用
• 陶瓷：用于高频用途，如天线、X 射线和 MRI 机器
• 超级电容器：为电动和混合动力汽车提供动力

在电容器内部，端子连接到两个由非导电物质或电介质隔开的金属板。你可以很容易地用两片铝箔和一张纸（和一些电夹）制作一个电容器。就其存储容量而言，它不会是一个特别好的电容器，但它会起作用。

理论上，电介质可以是任何非导电物质。然而，对于实际应用，会使用最适合电容器功能的特定材料。云母、陶瓷、纤维素、瓷器、聚酯薄膜、聚四氟乙烯甚至空气都是使用的一些非导电材料。电介质决定了它是哪种电容器以及最适合的电容器。根据电介质的大小和类型，有些电容器更适合高频应用，而有些则更适合高压应用。

电容电路

当您将电容器连接到电池时，会发生以下情况：

• 电容器上连接到电池负极的极板接受电池产生的电子。
• 连接到电池正极端子的电容器上的极板会失去电子给电池。

充电后，电容器的电压与电池相同（电池上的 1.5 伏意味着电容器上的 1.5 伏）。对于小电容器，容量小。但是大电容器可以容纳相当多的电荷。您可以找到像汽水罐一样大的电容器，其容量足以点亮手电筒一分钟或更长时间。

甚至大自然也以闪电的形式显示电容器在工作。一块板是云，另一块板是地，闪电是这两个“板”之间释放的电荷。显然，这么大的电容器可以容纳巨大的电荷！

假设您像这样连接一个电容器：

该图显示了电容器如何连接到电池。

这里有一块电池、一个灯泡和一个电容器。如果电容器很大，您会注意到，当您连接电池时，灯泡会亮起，因为电流会从电池流向电容器以对其充电。一旦电容器达到其容量，灯泡将逐渐变暗并最终熄灭。如果您随后取出电池并用电线代替，电流将从电容器的一个极板流向另一个极板。灯泡最初会点亮，然后随着电容器放电而变暗，直到完全熄灭。

在下一节中，我们将更多地了解电容并详细了解电容器的不同使用方式。

像一座水塔

形象化电容器作用的一种方法是将其想象成一个挂在管道上的水塔。水塔“储存”水压——当供水系统泵产生的水量超过城镇所需的水量时，多余的水就会储存在水塔中。然后，在需求量大的时候，多余的水会从塔中流出以保持压力。电容器以相同的方式存储电子，然后可以稍后释放它们。

法拉

称为薄膜电容器的电子元件的视图。电容器是一种在电场中储存电能的装置。哈维尔扎亚斯摄影/盖蒂图片社

电容器的存储电势或电容以称为法拉的单位测量。一个 1 法拉的电容器可以在 1 伏特下存储 1 库仑 (coo-lomb) 的电荷。一个库仑是 6.25e18（6.25 * 10^18，或 62.5 亿）个电子。1安培代表每秒 1 库仑电子的电子流率，因此 1 法拉电容器可以在 1 伏特下容纳 1 安培秒的电子。

一个 1 法拉的电容器通常会非常大。它可能和一罐金枪鱼或一个 1 升汽水瓶一样大，具体取决于它可以处理的电压。因此，电容器通常以微法拉（百万分之一法拉）为单位进行测量。

要了解法拉有多大，请考虑一下：

• 一节标准的碱性 AA电池可容纳约 2.8 安培小时。
• 这意味着一节 AA 电池在 1.5 伏电压下可以产生 2.8 安培的电流一小时（大约 4.2 瓦时——一节 AA 电池可以点亮一个 4 瓦的白炽灯泡一个多小时）。
• 我们称它为 1 伏，以便于计算。要将一节 AA 电池的能量储存在电容器中，您需要 3,600 * 2.8 = 10,080 法拉才能容纳它，因为安培小时等于 3,600 安培秒。

如果一罐金枪鱼罐头大小的东西可以容纳一个法拉，那么 10,080 法拉将比一节 AA 电池占用更多的空间！除非您在高压下使用电容器来存储任何大量的电能，否则这是不切实际的。

应用

电容器和电池之间的区别在于，电容器可以在几分之一秒内释放全部电荷，而电池需要几分钟才能完全放电。这就是相机上的电子闪光灯使用电容器的原因——电池会在几秒钟内为闪光灯的电容器充电，然后电容器几乎立即将全部电量转储到闪光灯管中。这会使带电的大电容器变得极其危险——闪光灯和电视都有关于打开它们的警告。它们包含大电容器，可能会因它们所含的电荷而杀死您。

电容器在电子电路中以几种不同的方式使用：

有时，电容器用于存储电荷以供高速使用。这就是闪光灯的作用。大型激光器也使用这种技术来获得非常明亮的瞬时闪光。

电容器还可以消除电波纹。如果承载直流电压的线路中有纹波或尖峰，大电容器可以通过吸收峰值和填充谷值来均衡电压。

电容器可以阻挡直流电压。如果将一个小电容器连接到电池上，那么一旦电容器充电，电池两极之间就没有电流流动。但是，任何交流 (AC) 信号都可以畅通无阻地流过电容器。那是因为电容会随着交流电的波动而充放电，从而看起来有交流电在流动。

来源：howstuffworks