电容是电学中的一个重要概念,是指在一定条件下,介质内可以储存电荷的能力。通俗地说,电容就像是一个储存电荷的“容器”,单位是法拉(F)。
电荷量Q指的是某个物体带上电荷后所具有的电荷数量,单位是库仑(C)。根据电容的定义可知,电容越大,储存电荷的能力就越强,相同的电荷下储存的电势差就越小,因此电容越大,所储存的电荷量相对会越小。
形式化地表达,根据电容的公式C=Q/V,可知Q=C*V,即电荷量与电容成反比。
电容和电压之间的关系可以使用电容充电和放电的过程来说明。充电时,电容的两端连接电源,电荷通过电源进入电容,电容内部储存的电荷越来越多,电容电压也随之上升,直到电容储存的电荷达到饱和,此时电容电压等于电源电压。当断开电源后,电容内部的电荷开始向外部电路放电,电压随之降低,直到放电完成,电容内部不再有电荷。
因此可以看出,对于相同的电荷量Q,电容越大,则其内部的电势差会越小,所需的电压也会越小。因此电容越大,所需的电压相对会越小。
电容的储存电荷是靠介质中的电场来实现的,而导体内部的电场会受到导体内自由电子的影响,因此导体对电场的阻抗很小,可以近似看作不阻抗。而电容内部的介质对电场的传递会发生一定的阻碍,称为介质的电容阻抗。
介质阻抗是介质本身的特性,和电容的大小无关,因此电容大小不会直接影响系统的电阻。但是在交流电路中,电容的大小对于电容点的阻抗会产生影响,从而影响系统的阻抗。