电容储存的能量就是电荷，至于如何来储存电荷的，下面我来给大家分析一下。请往下看。

大家都知道上图是电容的符号，我们根据电容的符号就可以很好的说明电容实物的性质。请看上图中，电容符号是有两个平行的极板加导线构成，中间是隔开的，这就说明电容的两个极板为导体，极板之间不相连，也就是不通的，是绝缘体，极板之间的绝缘体就叫做介质。

当电容两端接通直流电源之后，受电场力的作用，电容的一个极板上积累了正电荷，另一个极板上积累了负电荷，异性相吸，而中间又隔着一个绝缘介质，使它们不能相遇，只能彼此互相吸引着，当电容两端的电压等于电源电压时，电场力消失，存电结束，此时断开电源，电容上两个极板上的正负电荷就形成了稳定的姿态，像牛郎织女一样，彼此吸引却隔着一堵墙。事实上，电容上存储的电荷不可能一直保持，实际中会有漏电流的存在使电荷慢慢中和掉。

当把电容两端加上回路时，电容上的正负电荷感觉要穿越中间的隔离带不太可能了，于是会另外寻找岔路，最终正负电荷相遇并中和掉，这就是电容的放电。如果要将电容两端用导线短路，由于正负电荷相遇的太猛烈，会蹦现出激烈的火花。

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当我们在给电容器充电时，最初两块金属电极上都不带电荷，所以这两块金属电极之间的电场强度为零。当第一个增量电荷从一个金属电极移动到另一个金属电极上时，它做的功为零。之后的增量电荷要从一个金属电极移动到另一个金属电极必须克服带电金属电极间的电场力做功。假设两块金属电极之间的电位差为V，则将Δq的电荷从低电位移动到高电位所做的功ΔW的计算公式为：

ΔW=VΔq

注意，电荷从A点移动到B点时测量到的电压差相当于1单位电荷从A点移动到B点克服电场力所做的功。

电压差和电极带电量q之间的关系为：q=CV (1)

所以，将Δq的电荷从低电位移动到高电位时，克服电场力做的功ΔW为：

ΔW=qΔq/C

为了算出电容器在充电时储存的能量，假设最终的电位差为V，从一个金属电极移动到另一个金属电极的电荷量为Q，我们需要求所有能量增量的和，用微积分公式表示为：

W=∫dW=∫qΔq/C（积分上限为Q，下限为0）

其中W=1/2*(Q^2/C) (2)

将公式（1）中的Q值代入公式（2），我们可以得到带电电容器能量替代公式。

即：W=1/2*(CV^2) ；或W=1/2*QV (3)

详情参见下面的模型，当电容器上的电压增加时，剩余电路中就产生了电流，它就像一个发电机一样。这时，电流从电容器的正极移动到负极，其工作原理类似于一个电阻。在这种情况下，电容器被认为是在充电，因为电场中储存了大量能量。电位差的增加导致电场强度也随之增强。电压越大，电位差也越大，相应的电场强度就越强。

详情参见下面的模型，当电容器上的电压降低时，它就开始释放储存的能量，为电子设备提供电流。这时，电流从电容器的负极移动到正极，其工作原种类似于一个电池。在这种情况下，电容器被认为是在放电。由于剩余电路中的能量被释放出来，电容器储存在电场中的能量也在逐渐减少。

同样，当电容器中的负电压增加时，它就类似于一个发电装置。电流从电容器正极移动到负极。电场方向则与之相反。

假设r是两个金属电极之间的距离，由于ΔE=ΔV/Δr，当两个金属电极之间的距离缩小时，电场强度随之增加。

上述公式证明了电容器的一个用途，即储存电能。从另一个角度来看，带电电容器的能量存在于两个金属电极之间的电场中。平行板电容器的能量可以用公式表示为：W=1/2*CV^2=1/2*ԑ0*A*V^2/r

将这一公式两边同时除以电容器两极之间的空间体积Ar，得出W/Ar=1/2*ԑ0*V^2/r^2

另一方面，由于V/r代表了电位梯度的大小，其数值相当于两金属电极空间中电场强度E的大小。

因此，两金属电极空间中每单位体积的能量公式为：W/Ar=1/2*ԑ0*V^2/r^2=1/2*ԑ0*E^2。电场中每单位体积的能量与电场强度的平方成正比。

使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电。这时电容器的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源（如电池组）的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上了等量的异种电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。

放电

使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程称为放电。例如，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就会放出电荷和电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失，电能转化为其它形式的能。

在一般的电子电路中，常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等，这些作用都是其充电和放电功能的演变。

电容器是如何储存能量的？

答：电容器通过电场能来实现储能。

电容的形成原理是通过两块导电电机之间夹有绝缘材料层，当两极之间施加电压U，极板上就能储存电荷Q，电极之间就形成电场强度为E的能的电场能。

电场能储存电场能的大小计算：电容的定义为C=Q/U、

电容决定式C=εS/4πKd 、

在均匀电场中电压U=Ed

即可推导出电场强度 E=4πKQ/εS。

电容储能公式W=1/2CU²=εSU²/2*4πKd=εSE²d/2*4πK=(1/2)εViE²/4πK

由于ε/4πK为常量，所以电容储能的大小由Vi绝缘介质的体积和绝缘介质承受的最大电场强度E决定。

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电容器如何存储能量？

大家都知道电容器的最重要的功能就是存储能量，想要了解其工作原理，首先要清楚什么是电容。

电容

电容亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，记C，国际单位法拉(F)。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使电荷积累在导体上。造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。

电容是只容纳电场的能力。

任何静电场都是由许多个电容组成，有静电场场就有电容，电容是用静电场描述的。

电容从物理学上来讲，它是一种静态电荷存储介质，可能电荷会永久存在，这是它的特征，用途广泛。它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波，补偿、充放电、储能、隔直流等电路中，

工作原理

电容器工作原理是电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，阻碍了电荷移动而使电荷累计在导体上，造成电荷的累计存储。

电容器与电池相似，也具有两个电极。在电容器内部，这两个电极分别连接到被电介质隔开的两块金属板上。电介质可以是空气、纸张、塑料或其他不导电并能防止这两个金属极相互接触的物质。

电容器上与电池负极相连的金属板将吸收电池产生的电子。电容器上与电池正极相连的金属板将向电池释放电子。充电完成后，电容器与电池具有相同的电压(如果电池电压是1.5V，则电容器电压也是1.5V)。

从电容器的结构上说，最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质(包括空气)构成的。通电后，极板带电，形成电压(电势差)，但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击穿电压)前提条件下的，我们知道，任何物质都是相对绝缘的。

当物质两端的电压加到一定程度后，物质是可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。但是，在交流电路中因为电流的方向是随时间长一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场。而这个电厂场是随时间变化的函数，实际上电流是通过场的形式在电容器通过的。

2018.3.8

电气电子视界

电容器原理：

电容器由间隔以不同介质(如云母、绝缘纸、空气等)的两块金属板组成。当在两极板上加上电压后，两极板上分别聚集起等能量的正、负电荷，并在介质中建立电场而具有电场能量。将电源移去后，电荷可继续聚集在极板上，电场继续存在。

电容器吸收的能量以电场能量的形式储存在电容器的电场中。
电容器元件特性是电荷q与电压u的代数关系。

q=Cu

C为电容，电容单位为F(法拉)。电容器库伏特性曲线，见下图：

电容就是蓄存电荷的容器，这与水盆是盛水的容器没什么区别。电容器蓄存电荷的表现是电容两端的电压升高，这与水盆盛水时水的深度变大也是一个道理。

电容器能够蓄存多少电荷？这与电容的固有特征与耐压强度有关，这个也可以拿水盆的截面积与深度跟水盆蓄水量的关系是一样的。