你了解电容储存电荷的过程吗
接下来主要学习关于电容的基础知识，并按照一定的逻辑关系去分几次整理。
两个相互靠近的导体，中间夹一层不导电的绝缘介质，就构成了电容器（capacitor）；电容器是一种可以储存电能的元件。
当电容器的两个极板之间加上电压时，电容器就会存储电荷。电容器的电容量在数值上等于一个电极板上的电荷量与两个极板之间的电压差之比。电容器的电容量的基本单位是法拉（F），在电路图中通常用字母C来表示电容元件；电容是除了电阻之外，最常见的元件。
其中，C代表电容量（法拉F），d代表两个平行金属板之间的距离（米m），S代表金属板的面积（㎡），εr代表电介质的相对介电常数（这里需要分清三个符号：ε、ε0、εr；ε=ε0*εr，ε0=1/4πk，ε代表电介质的介电常数，ε0代表真空中的介电常数，εr代表电介质的相对介电常数，εr没有量纲，ε单位为F/m），k代表静电力常量（N*㎡/C^2），Q代表电量（库伦C），U代表极板间的电势差（伏特V）。注意，电容量是电容器本身的性质，不取决于电容器的带电量、电容器两极的电势差（虽然计算公式是由二者相除得到），而是与组成电容器的尺寸、形状、材料有关。两个不同容量的电容器并联在一起，充满电后，虽然二者电极板两端的电势差相同，但大容量的电容器上面储存的电荷数量更多。
这个问题其实才是理解电容的核心，我们都知道电容可以充放电，某种角度上就像电池一样，那它是怎样存储电荷的呢？在下图这样的电路中，首先开关是断开的，电池两端的电势差为U，电容器的电容量为C，电容器两端的电势差为0。
充电的过程是这样的，当电池接到电容器的两个金属极板后，电池就以电场的形式施加到了这个线路中，在电场的作用下，正极板上流失电子并积累正电荷，负极板上得到电子并积累负电荷，这样由于电子的移动就形成了电流（电流的本质就是带有非零净电荷的粒子的定向运动，它即可以是电子，也可以是其他带电粒子），相当于把正极板的电子搬运到了负极板，注意电子的移动并没有穿过电容器，而是从电源测流过的，不是一个闭环。随着电荷+Q和-Q的积累，在两个极板中间就逐渐建立起了电场，产生了电势差；同时，在电容器的电介质内部，会对应出现极化电荷+q和-q，这个过程最终会达到稳定，电流减小为0。
稳定后，电容器两端的电势差与电池电压相等（U），此时即使撤去电池，电容器的极板上依然保留电荷+Q和-Q，电势差依然为U。
然后，我们对电容器进行放电，如下图所示，将电容器的两个极板短接，这样正负极板建立起来的电场，就迫使负极板上面的电子沿着导线移动到正极板，最终正负电荷抵消，电极板上就没有净电荷，成电中性；在这个过程中，随着+Q和-Q的减少，电容器内部电介质的极化电荷也逐渐消失。
尽管查阅了很多资料，但相信本文的一些描述还是不太严谨，越是基础的原理，越难理解透彻；大家有什么意见，可以反馈给我，我随时补充。以上所有，仅供参考。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-08-26
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