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电容の説明

中国語名詞电容 (繁): 電容 (diànróng) 電気容量関連語电容器

在電路學裡，給定電壓，電容器儲存電荷的能力，稱為電容（capacitance），標記為C。採用國際單位制，電容的單位是法拉（farad），標記為F。平行板電容器是一種簡單的電容器，是由互相平行、以空間或介電質隔離的兩片薄板導體構成。假設這兩片導板分別載有負電荷與正電荷，所載有的電荷量分別為 − Q {\displaystyle -Q\,\!} 、 + Q {\displaystyle +Q\,\!} ，兩片導板之間的電位差為 V {\displaystyle V} ，則這電容器的電容 C {\displaystyle C} 為 C = Q V {\displaystyle C={\frac {Q}{V}}} 。由上式知1法拉(Farad)等於1庫侖(Coulomb)每伏特(Voltage)。在正常狀況下1法拉的電容多加1伏特的電位差可以多儲存1庫侖的電荷。電容器所儲存的能量等於充電所做的功。思考前述平行板電容器，搬移微小電荷元素 d q {\displaystyle \mathrm {d} q} 從帶負電薄板到帶正電薄板，每對抗1伏特的電位差，需要做功 d W {\displaystyle \mathrm {d} W} ： d W = q C d q {\displaystyle \mathrm {d} W={\frac {q}{C}}\,\mathrm {d} q} 。將這方程式積分，可以得到儲存於電容器的能量。從尚未充電的電容器（ q = 0 {\displaystyle q=0} ）開始，搬移電荷從帶負電薄板到帶正電薄板，直到這兩片薄板分別擁有電荷量 − Q {\displaystyle -Q} 、 + Q {\displaystyle +Q} ，所需要做的功 W {\displaystyle W} 為 W charging = ∫ 0 Q q C d q = Q 2 2 C = 1 2 C V 2 = U stored {\displaystyle W_{\text{charging}}=\int _{0}^{Q}{\frac {q}{C}}\,\mathrm {d} q={\frac {Q^{2}}{2C}}={\frac {1}{2}}CV^{2}=U_{\text{stored}}} ；其中， U stored {\displaystyle U_{\text{stored}}} 是儲存的能量。