导体上的电压 V 与导体所存储的电荷 Q 之间的函数关系为:
CV = Q
变量 C 代表导体的电容。在静电学中,任何导体都有电容,电容用来表示该导体所存储的电荷和导体上的电压之间的关系。
实践中,物体的电容会随着与其他导体和材料的距离而变化(见第2章)。
带电的电容可以存储能量。对于电容为 C 的电容,当电压为 V 时,存储的能量 W 为:
W =0.5 CV 2
也可以表示为:
W =0.5 QV
自由空间中的物体(附近没有任何东西)同样具有电容。对于空气或真空中半径为 r 的球形导体,其电容 C 为:
实际上,一个物体的电容可能是由于该物体的一部分与其他物体发生关联而产生的。如果物体之间的电容是并联的(见图1.6),则总电容 C tot 等于各个物体的分电容( C 1 ,…, C n )相加:
C tot = C 1 + C 2 +…+ C n
图1.6 电容的并联
如果物体之间的电容是串联的(见图1.7),则它们的总电容为:
图1.7 电容的串联