1 電容測量基礎知識

電容是指電容器存儲電荷的能力。平行板電容器是一種常見器件，電容的計算公式為 C = Q / V，其中 C 為存儲電荷 Q 在已知電壓 V 下的電容。平行板電容器（請參見 圖 1-1）包含兩個導體板，其電容（以法拉為單位）計算方式為：

Equation1.

Equation1 的說明：

• A 為兩個板的面積（以米為單位）
• ε_r 為板間材料的介電常數
• ε₀ 為自由空間的介電常數 (8.85 x 10^-12F/m)
• d 為板間的距離（以米為單位）
  圖 1-1 平行板電容器

荷電平行板電容器兩個板的表面，均勻分布著大小相等但極性相反的電荷。電場線始于較高電壓電位的荷電板，終止于較低電壓電位的荷電板。平行板公式忽略了邊緣效應，因為對行為的建模過于復雜，但如果相比板的其他尺寸板間距離 (d) 很小，電容器上大部分區域的場是一致的，這樣的估計就與實際情況相當接近。邊緣效應在靠近板邊緣的位置出現，可影響系統測量的精度，具體取決于應用場景。邊緣區域的場線密度低于板的正下方，因為場強與等電位線的密度成正比。這會導致邊緣區域的場強較弱，在測量到的總電容中占比也小得多。圖 1-2 所示為平行板電容器的電場線路徑。

圖 1-2 平行板電容器的電場