电场与电容器：基础、功能与设计
引言
两分离导体间施加电压，中间空间形成电场。基础电子学分析导电路径中电压、电流、电阻相互作用，但场延伸至物质之外，描述作用于空间的力。
“场”概念虽抽象——无质量无实体——却无处不在。日常磁铁施展不可见磁场相互吸排，静电是电荷不平衡产生电场的熟悉例证。
本章聚焦电场及利用它们的电容器，探讨电压差如何建立场、场如何储能、电容器如何抵抗电压变化。
电场
两点间存在电压，其间空间即现电场。场对带电粒子施加力，可用场力（场对距离施加的推力）和场通（场在空间的总效应）量化。这类比导体中电压（推力）和电流（流动），区别在于场通可存在于真空，电流需自由电子。
正如导体电阻限制电流，分离两导体的介质材料限制场通。产生的场通量与施加场力成正比，与介质阻碍成反比。
电子无法在无回路情况下聚集于导体，故连续电流需闭合回路。但电容器中，额外电子可“挤压”至一极板，另一极板移走电子，产生与极板间场通成正比的电荷不平衡。
电容器及其电场
电容器有意在两导电极板间用介质创造高场通。结构多样——小电容用简单平行极板，大电容用卷绕箔叠层，极致面积利用用微观氧化层。
原理图符号为两短平行线（极板）间隔。旧符号显示交错极板，反映实际结构。
施加电压时，极板间场给电容器充电：电子聚集负极板，正极板失去电子。电荷分离在电场中储能。电压差越大，场通越大，储能越多。
电阻消耗能量成热，电容器以电位差形式储能。电容器倾向维持电压：电压升时吸取电流阻变；电压降时供给电流抗降。此特性类比牛顿第一定律对电荷版本。
实际电容器缓慢漏电，储存电荷随时间衰减——优质品常达数年。
充电时电流从电源流入电容器；放电时电流从电容器流向负载。电子流向相对电压极性如下图。
充电：
放电：
电压阶跃加于未充电电容器，初始吸取电流至电压匹配电源。充电电容器接负载，供电流至电压降为零。电容器可视为可充电储能器，似电池但基于电场工作。
介质材料与电容
介质——极板间绝缘材料——极大影响给定电压下能建立多少场通（即电荷）。介质允许场线通过的能力量化为介电常数。高介电常数材料允许更大电容。
电容（符号C）衡量电容器单位电压储存电荷能力，也指示给定电压变化率下的电流大小。单位法拉（F）。典型值极小，常用微（µ）前缀，单位微法（µF）。大电容可达330,000 µF（0.33 F）。微前缀沿用历史习惯，现代规格仍普遍采用。
历史术语
电容器曾称电容器（或condensors）。主见于旧文献及汽车点火触点抑火小电容器语境。
核心要点
- 电容器通过吸取或供给电流抵抗电压变化，方向以对抗变化为准。
- 电压升时电容器作负载吸电流；电压降时作电源供电流。
- 电容以法拉计量，量化单位电压储存电荷量及抗电压变化能力。
- 介质介电常数决定给定电压下电容器可维持场通大小。
- 电容器曾称电容器，今术语多废弃。
工业技术