底板電熔問題

電容器

兩金屬板之間有絕緣介質，即為電容器。其單位為法拉(法)，符號F。
電容器利用二個導體之間的電場來儲存能量，二導體所帶的電荷大小相等，但符號相反。
歷史


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/86/Photo-SMDcapacitors.jpg/270px-Photo-SMDcapacitors.jpg


電容器：左上方是 SMD 陶瓷電容；左下方是 SMD 鉭質電容；右上方是 DIP 鉭質電容；右下方是 DIP 電解電容；尺的大刻度為公分。
歷史上第一個有留下記錄的電容器是克拉斯特主教 (Ewald Georg von Kleist) 在1745年10月所發明；是一個內外層均鍍有金屬膜的玻璃瓶，玻璃瓶內有一金屬桿，一端和內層的金屬膜連結，另一端則連結一金屬球體。藉由在二層金屬膜中利用玻璃作為絕緣的方式，克拉斯特主教讓電荷密度出現明顯的提升。
在1746年1月時，一個丹麥物理學家馬森布魯克也獨立發明了構造非常類似的電容器，當時克拉斯特主教的發明尚未廣為人知。由於馬森布魯克當時在萊頓大學任教，因此將其命名為萊頓瓶。
當時人們認為電容是儲存在萊頓瓶中的水裡，不過美國科學家富蘭克林研究萊頓瓶，證明其電荷是儲存在玻璃上，並非儲存在萊頓瓶中的水裡。


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/de/Condensators.JPG/270px-Condensators.JPG


不同種類的電容器。左起：陶瓷基層電容、圓板形陶瓷電容、聚酯電容、鉭質電容、聚苯乙烯電容(軸向、圓板形)、電解電容，尺上的大刻度為公分。

原理

概要
電容器包括二個電極，二個電極儲存的電荷大小相等，符號相反。電極本身是導體，二個電池之間由稱為絕緣體（或稱為介電質）隔開。電荷會儲存在電極表面，靠近介電質的部份。由於二個電極儲存的電荷大小相等，符號相反，因此電容器中始終保持為電中性。 在下圖中，介電質分子因電場影響而旋轉，旋轉後產生反向的電場，因此抵消了部份原有的電場，這個效應稱為介電極化。

[編輯] 電容器的電容量


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/Capacitor.png/200px-Capacitor.png



圖片參考：http://zh.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png
當電荷在電極上累積，在兩電極之間會產生電場，大小和所累積的電荷成正比，電場會在電容器的兩電極造成電位差V = E·d。


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c3/Dielectric.png/200px-Dielectric.png



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介電質分子因為電子受到電場影響，使得分子偏離平衡位置。為了說明之便，本圖加大介電質和電極的空隙，實際上介電質會直接和電極接觸。
電容器的電容(C)是量測當電容器兩端的電位差或電壓(V)為特定值時，儲存在電容器電極的電荷量(Q)：
圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/5/3/6/536154181c51c2671b9cdc1ec7a73dbd.png

若根據國際單位制，若儲存一庫侖的電荷可以在電容器兩端產生一伏特的電壓，此時電容器的電容量為一法拉（F）。在實務上，法拉是相當大的單位，電容器的電容量一般常以毫法拉 (mF, 1mF = 10-3F)、微法拉 (µF, 1µF = 10-6F)、奈法拉 (nF, 1nF = 10-9F) 或皮法拉 (pF, 1pF = 10-12F)表示。
電容量和電極的面積成正比，和二電極之間的距離成反比。電容量也和二電極間介電質的介電常數成正比。
平行板電容器的電容量如下式：


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/6/7/3/673afb2f8780ef33bb9c091f1a4a2834.png
[1]
其中 ε 是介電質的介電常數，A 是平板的面積，而d 是二平行板間隔的距離。

[編輯] 儲能（儲存能量）
當電性相反的電荷分別在電容器的兩端累積，電容器兩端的電位差和電荷產生的電場開始增加。累積電荷越多，為抵抗電場所需要作的功就越大。儲存在電容器的能量（國際單位制中，單位為焦耳）等於建立電容兩端的電壓和電場所需要的能量。
計算電容器儲存的能量的公式如下：


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/d/b/f/dbf4167027fb65b4d45a5e76331b9279.png

V 是電容兩端的電差。

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