电容器充放电原理

电容器是一种可以用来储存电荷和电能的电路元件

其内部结构如下：

主要就是由两块相距很近的平行金属板（极板）和中间的绝缘物质（电介质）构成。这是最简单的电容器，即平行板电容器。

在金属导体中，带正电荷的粒子是固定在原子核中保持不动的，而带负电荷的电子可以自由移动，在金属物质中，带正电荷的粒子和带负电荷的粒子总数量相等，这使得金属整体对外保持电中性。

那么这两块金属板是如何储存电荷并实现充电和放电的呢？

电场中的正电荷总是从电势高的地方移动到电势底的地方，负电荷总是从电势低的地方移动到电势高的地方 。

接下来我们找来电池和电容器，我们知道一节干电池的电压为1.5v，如果我们假设电源的负极接地，那么电源正极的电势就是1.5v，负极就是0v，金属板在接通电源之前，电势就应该为0。

接下来如果我们闭合开关，电源的正极电势高，金属板的电势低，由于正电荷总是会从电势高的地方移动到电势低的地方，所以电源中的正电荷将不断地从正极移动到与其相连的金属板上。

所以上极板上就会开始储存正电荷。

正电荷移动的方向就是电流的方向，所以电流的方向是顺时针流动。

由于上下两块极板之间相距很近，根据电荷感应原理，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，那么下极板上就会吸引来等量的负电荷，那么电荷就这样一点点的被电容器储存起来了。

那么电容器可以源源不断地一直储存吗？
由于上下两块极板都带有多余的正电荷和负电荷，那么两块极板之间就会形成电场，即上极板的电势就不再等于0了，电荷越来越多，电场越来越强，上极板的电势越来越强，当上极板的电势与电源正极电势相同的时候，电势差不存在了，电荷自然也就不再移动了，即电容器两端的电压等于电源电压的时候，充电的过程也就结束了。

接下来，如果我们希望电容器继续储存电荷，就需要继续增大电容的电压，当然不同的电容器储存电荷的能力是不同的，在电压相同的情况下，有的可能储存的多，有的可能储存的少，为了比较电容器储存电荷的能力，就引入了电容的概念。
一个平行板电容器的电容的决定因素就是公式中的物理量

由于4Πk均为常数，实际上影响电容的因素就3个

• d表示两个极板之间的距离，在其他因素一定的时候，如果两个极板相互靠近，那么平行板的电容就会增加（电荷彼此之间的吸引力就会变强）

• s表示两个极板之间的正对面积，正对面积越大，电容越大，正对面积越小，电容越小。

• 相对电介系数，不同的电介质，电介系数不同。

那么电压能不能无限增大呢？

肯定是不行的，电容器能够承受的电压是有限的，这个极限的电压称为电容器的击穿电压，如果电容器两端的电压高于了他的击穿电压，那么这个电容器就会损坏。一般情况击穿电压都会比额定电压高。

如果我们去掉电源，换成灯泡，你就会发现电容器的正负两个极板被导线直接连接了，由于电荷感应原理，同时由于带正电荷的粒子无法自由移动，带负电荷的电子就会往正电荷的方向移动，当上极板的正负电荷逐渐被中和以后，电路中的电流就逐渐变弱了，灯泡也就变暗了，直到电流没有，灯泡熄灭。