1 电容测量基础知识

电容是指电容器存储电荷的能力。平行板电容器是一种常见器件，电容的计算公式为 C = Q / V，其中 C 为存储电荷 Q 在已知电压 V 下的电容。平行板电容器（请参见 图 1-1）包含两个导体板，其电容（以法拉为单位）计算方式为：

Equation1.

Equation1 的说明：

• A 为两个板的面积（以米为单位）
• ε_r 为板间材料的介电常数
• ε₀ 为自由空间的介电常数 (8.85 x 10^-12F/m)
• d 为板间的距离（以米为单位）
  图 1-1 平行板电容器

荷电平行板电容器两个板的表面，均匀分布着大小相等但极性相反的电荷。电场线始于较高电压电位的荷电板，终止于较低电压电位的荷电板。平行板公式忽略了边缘效应，因为对行为的建模过于复杂，但如果相比板的其他尺寸板间距离 (d) 很小，电容器上大部分区域的场是一致的，这样的估计就与实际情况相当接近。边缘效应在靠近板边缘的位置出现，可影响系统测量的精度，具体取决于应用场景。边缘区域的场线密度低于板的正下方，因为场强与等电位线的密度成正比。这会导致边缘区域的场强较弱，在测量到的总电容中占比也小得多。图 1-2 所示为平行板电容器的电场线路径。

图 1-2 平行板电容器的电场