电容基础知识

电容是电路中经常用到的器件，本文推导了相关的公式，结合LTspice进行仿真。

一、定义

电容(Capacitance)亦称作“电容量”，电容(或称电容量)是表现电容器容纳电荷本领的物理量，记为C，国际单位是法拉[F]。平板电容的公式如下

C=εS/d=ε0εrS/4πkd(真空)=Q/U

二、相关公式

1.平板电容器

2.电容存储的能量

3.电容充电放电

三、公式推导

1.电容存储的能量

2. 电容充电效率

在电路中，不免存在电阻，假设V1电源给C1电容充电，中间存在电阻R1

则R1的发热量为(假设电容C1从V0开始充电至V1，Q从Q0充电至Q1)：

当V0 = 0，发热力量如下，和电容的储能相同，所以充电效率为1/2.

3. 电容充电公式

假设C1两端电压为U，则电路中的电流为

4. 电容放电公式推导

采用100Ω电阻和100pF电容，时间常数为10ns，可以看到仿真结果和上述计算结果是吻合的。

先介绍到这里，如果有疑问，大家一起探讨。