2.1.2 电容元件
1.电容元件基本知识
电容元件是一种理想的电路元件，也是一个二端元件。它是由两块互相靠近又彼此绝缘的金属片组成的，电容器习惯上简称电容。当在电容的两极板上加上电压后，极板上就会积聚等量的正负电荷，在两个极板之间就会产生电场。积聚的电荷越多，所形成的电场就越强，电容元件所储存的电场能也就越大，由于电容在电路里可以储存电场能，所以属于储能元件。
电容有线性电容和非线性电容两种，对于线性电容，其特性曲线是通过坐标原点的一条直线。若给电容正负极板间加一电压U，则电容的容量C与它储存的电荷量Q之间的关系为
电容的基本单位是法拉（F），此外还有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF），各单位的换算方法为
当电容两端的电压、电流为关联参考方向时，有
把q＝Cu代入上式，得
从上式可以看出，当电容一定时，电流与电容两端电压的变化率成正比，当电压为直流电压时，电路相当于开路。
电容元件在某时刻储存的电场能量与电容C及该时刻的电压有关，对应的关系表达式为
从表达式可以看出，当电容为线性电容（即容量C为常数）时，电容储存的能量随两端的电压增加而增加。
2.电容的标注方法
1）直标法
直标法是将电容器的主要参数（标称电容量、额定电压及允许误差）直接标注在电容器上，一般用于电解电容器或体积较大的无极性电容器，单位为微法（μF），该方法与电阻的标注方法相似。但有些电容用“R”表示小数点，如R56表示0.56 μF。
2）文字符号法
用数字和文字符号有规律的组合来表示容量，如p10表示0.1 pF、1p0表示1 pF、6p8表示6.8 pF。
3）色标法
色标法是用在电容器上标注色环或色点的方法来表示电容量及允许误差的方法，电容器的色标法与电阻相同。
4）数学计数法
数学计数法一般是三位数字，第一位和第二位数字为有效数字，第三位数字为倍数（即表示有效值后有多少个0），使用该方法得到的电容量单位为pF，如102表示10×102 pF＝1 000 pF、104表示10×104 pF＝0.1 μF、105表示10×105pF＝1 μF。
3.电容的参数
1）标称电容量
电容的标称电容量是衡量电容器储存电荷能力的参数，即标志在电容器上的电容量。电容器必须在外加电压的作用下才能储存电荷。不同的电容器在相同电压作用下储存的电荷量一般是不相同的。国际上统一规定，给电容器外加1 V直流电压时，它所能储存的电荷量为该电容器的电容量（即单位电压下的电量）。
电容器实际电容量与标称电容量是有偏差的，且精度等级与允许误差存在一定的对应关系。一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级表示容量精度，根据具体用途选取。电解电容器的容值取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗，随着工作频率、温度、电压以及测量方法的变化，容值会随之变化。
2）额定电压
额定电压为在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器两端的最高直流电压。如果工作电压超过电容器的耐压，电容器将被击穿，造成损坏。在实际中，随着温度的升高，耐压值将会变低。
3）绝缘电阻
直流电压加在电容上，产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。当电容较小时，其值主要取决于电容的表面状态；容量大于0.1 μF时，其值主要取决于介质。通常情况，绝缘电阻越大越好。
4）损耗
电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量称为损耗。损耗与频率范围、介质、电导、电容金属部分的电阻等有关。
5）频率特性
随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。当电容工作在谐振频率以下时，表现为容性；当超过其谐振频率时，表现为感性，此时就不是一个电容而是一个电感了，所以一定要避免电容工作于谐振频率以上。