创意电子学-小知识：电容器

电容器

关于电容器

电容器内部不存在电连接。它的两根引线在内部与两块极板相连，极板之间间隔一定距离，中间用称为电介质的绝缘体隔开。因此，直流电无法通过电容器。但是，如果你把电容器连接在电池两端，它就会开始充电，如图 2-73 所示，因为一块极板上的电荷吸引另一块极板上相反的电荷。

现代电容器中，极板已经缩减成有弹性的金属薄膜。

两种最常见的电容器是陶瓷电容器（非常小，储存电荷量较少）和电解质电容器（要大得多）。电解质电容器通常做成小金属罐的形式，颜色可能有很多种，但黑色是最常见的。老式陶瓷电容器通常是圆盘形，而新式的电容器是小水滴形的。

陶瓷电容器没有极性，这意味着你不必担心它们应该如何连入电路。电解质电容器有极性，只有正确连入电路才能工作。

电容器的电路符号有两条线，代表两片极板。如果两条线都是直的，那么电容器就没有极性，可以用两种方式连接。如果一条线呈弧形，那么电容器的这一侧就必须连接到比另一侧更低的电势上。符号还可能包含一个 + 号，提醒你电容器的极性。图 2-74 所示为两种符号。

带弧线的符号已经不常使用了。人们认定，如果你有电解质电容器，那你就会将它连接正确。而且，高容值的多层陶瓷电容器已经生产出来，可能替代电解质电容器。

• 我的电路图只会用到无极性的电容器符号。使用电解质电容器还是陶瓷电容器取决于你的选择。
• 我的面包板电路图会在最可能用到的地方画出电解质电容器。但是，你也可以用陶瓷电容器来替代它。

基础知识：关于法拉

电容器的存储能力以法拉计量，用大写字母 F表示。法拉由迈克尔 • 法拉第（Michael Faraday）命名，他是又一位历史留名的电学先驱。
法拉是一个很大的单位，分成微法（μF，1 μF等于 1 F 的百万分之一）、纳法（nF，1 nF 等于 1 μF的千分之一）和皮法（p F，1 pF 等于 1 nF 的千分之一）。在美国，纳法这个单位用得不如欧洲多，容值可能用皮法或几分之一微法来表示。

皮法、纳法、微法、法拉的转换关系如图 2-72所示。

注意：小心电容器造成伤亡

如果一个较大的电容器充有很高的电压，它可以将该电压保持数分钟甚至数个小时之久。由于教程的电路使用的电压较低，因此你现在不用为这个问题担忧。但是如果你粗心大意，拆开一台老电视机，在里面翻来找去（我不建议你这么做），你就可能会遭遇飞来横祸。一个充满电的大电容器把你电死。

注意：观察电容器的极性！

最常见的电解质电容器使用铝极板。另外两种电容器分别使用钽和铌极板。这些电容器都对极性十分挑剔。在图 2-75 中，一个钽电容器插在面包板上，错误地连接到了一个能够输出很大电流的电源上。过了一分钟左右，电容器造反了，
砰的一声炸开，燃烧的碎片到处散落，一直烧到面包板里面。我们由此得到了一个教训：要注意电容器的极性！

迈克尔 • 法拉第和电容器

如前文所述，法拉是以迈克尔 • 法拉第的名字命名的。法拉第（1791—1867），英国化学家和物理学家，肖像见图 2-78。

虽然法拉第受的教育不多，数学知识也非常少，但是他给装订工人做了七年学徒，期间阅读了大量书籍，能够自学。而且，在他所生活的时代，相对简单的实验就能揭露电的基本特性。他有几项重大的发现，包括电磁感应，这一发现引导了电动机的发明。他还发现，磁力能影响光线。他的工作为他赢得了巨大的荣誉，而他的肖像也于 1991~2001 年印刷在 20 英镑的纸币上。