电容器会存储电荷吗？

有一些简单的概念我并没有完全想到。恐怕我已经在工程学方面研究了两年，但是它们仍然困扰着我。电容器就是其中之一。有人可以解释吗？

• 电容器有什么作用？是否存储费用？如果是这样，那它怎么办？

我已经在Google和Yahoo上进行了搜索，但没有找到对我有用的东西。因此，如果我在这里解决了问题，我将感到很高兴。

附言：我希望这个问题不会再像以往那样成为题外话，而且人们不建议下一步该怎么做。这真是一件可悲的事情。

如果用电荷表示电荷，那么不能，电容器不存储电荷。这是一个常见的误解，可能是由于charge一词的多种含义。当一些电荷进入电容器的一个端子时，相等数量的电荷离开另一电容器。因此，电容器中的总电荷是恒定的。

电容器存储的是能量。具体来说，他们将其存储在电场中。所有电子都被所有质子吸引。处于平衡状态时，电容器的每个极板上都有相等数量的质子和电子，并且没有存储的能量，也没有电容器两端的电压。

但是，如果将电容器连接到诸如电池之类的东西上，那么一些电子将被拉离一个板，而相同数量的电子将被推到另一板上。现在，一个极板具有净负电荷，另一极板具有净正电荷。这导致板之间的电势差，并且随着更多电荷的分离，电场变得越来越强。

电场在电荷上施加力，该力试图使电容器返回到平衡状态，每个板上都有平衡电荷。只要电容器保持连接到电池，该力就由电池的力平衡，并且不平衡仍然存在。

如果卸下电池，而我们保持电路断开，则电荷无法移动，因此电荷不平衡仍然存在。战场仍在向装药施加力，但它们无法移动，例如山顶上的球或受压的弹簧。储存在电容器中的能量得以保留。

如果电容器端子与电阻器相连，则电荷会移动，因此会产生电流。储存在电容器中的能量在电阻器中转化为热量，电压降低，电荷变得不平衡，磁场减弱。

进一步阅读：电容器投诉（1996年，威廉·J·比蒂）

简而言之，电容器是两个导电的物体，通常是小板，被绝缘的东西（称为电介质）隔开。就像您在手臂上摩擦气球并将其戴在头发上时会发生的静电堆积一样，两块板上都会形成相反的电荷，以电荷的形式存储能量。还有两个影响电容器性能并使之如此有用的关键因素。-它们以指数方式充电，而不是线性充电。假设我以恒定电压为电容器充电，然后每隔5秒测量一次电容器两端的电压（对应于电容器中保持的电荷）。它不会每5秒上升0.1。相反，它增加了设定的百分比每单位时间的总容量。这实际上与放射性衰变的原理相同（除相反的原理外）-“半衰期”是一个直观的概念，对应于将量减少到原来的50％所花费的时间-但不是损失设定数量（即不是每秒50个分子，而是每秒50％）。看起来像这样：

如您所见，它在开始时充电很快，但是随着电荷的积累而变慢。

-第二是电荷积累的后果。随着电压增加，“流经”电容器​​的电流下降-显然增加了电容器的电阻。但是，如果我们要反转输入电源的极性，将它们切换开，则具有“减小”电阻的效果-电荷而不是被压入电容器中，可以轻易流出，实际上可以有效地提高有效电压。其主要结果是电容器可以抵抗直流电，但允许交流电。更具体地，电压极性切换（即AC）的频率越高，电容器将越不会阻碍电路中的电流流动。电容器可以被认为是电弹簧。您按下它，表示有电流流入其中。起初它几乎没有阻力。但是，随着您不断推动，弹簧会向后推得更厉害，直到您无法有效推动为止。这等效于电容器两端的电压（再次等效于电容器中存储的电荷）接近输入电压-就像弹簧的向上力抵消了您的重量一样。现在，如果您朝相反的方向前进会怎样？春天的作品与您对抗而不是与您对抗，将输出力增加到仅靠肌肉和体重所无法达到的水平。

那么我们如何利用这一点呢？电容器的使用有两种主要类型，具体取决于它们在电路中的排列方式：“耦合”是串联的电容器，而“去耦”是并联的电容器。两者都利用了上述原则。

耦合用于阻止直流-在信号处理和无线电中最常见。电容器越小，它阻止的频率就越高（因为它充电速度更快），因此通过调节电容，我们可以调节阻塞的频率。当与电感器（与电容器的直径相反）一起使用时（其最相关的属性是阻止高频），我们可以将信号限制在特定的“频带”内，即“带通”电路。这对于无线电以所需频率进行发送或接收至关重要。

耦合电容器也用于定时电路中-由于晶体管（电子开关）以已知的电压导通，并且电容器以已知的速率充电，因此它们只能用于在特定时间（或频率）导通晶体管。

去耦电容器用于能量存储或电“阻尼”。同样，它有助于从弹簧的角度进行思考。

药丸枪中的弹簧完美显示了能量存储。弹簧被拉回，类似于被充电的电容器，然后释放，使弹簧将其能量释放到“负载”中-从机械上讲，是小球（或其他弹药），是电的，例如是光。电容器非常适合在短时间内需要大量能量的情况，因为它们的放电速度非常快，例如除颤器。单靠电池可能无法这么快地释放所有需要的能量，因此内部电容器会存储它并根据需要释放。

对于阻尼，最好将电容器/弹簧比喻为汽车悬架中的弹簧。轿厢悬架通过吸收轿厢垂直运动的一些能量来保护轿厢（和乘客）免受损坏。如果通过大块石头将车轮快速推起，则由于悬架，汽车的其余部分受到的影响较小，该悬架吸收能量然后通过向上推汽车将其缓慢释放。同样，去耦电容器可以“平滑”电信号或脉冲。类似于石头，有时发电的性质或故障会引起电压“尖峰”。即使很短的电压尖峰也可能对某些设备造成严重损坏。去耦电容器能够吸收这种“冲击”并减少损坏发生的机会。此外，

希望能有所帮助。抱歉，如果有点冗长，但我的目标是全面。