電容器可以證明即使是最簡(jiǎn)單的設(shè)備也可能在過(guò)去幾年是如何極奇復(fù)雜; 電容器它只不過(guò)是兩個(gè)導(dǎo)體之間的絕緣體，而在這250年的技術(shù)發(fā)展中變得相當(dāng)復(fù)雜！我們幾乎所有人都熟悉摩擦產(chǎn)生的靜電荷 - 這種現(xiàn)象稱(chēng)為摩擦電。 當(dāng)你走在鋪著地毯的地板上，從角色上取下透明膠帶，或者在干燥的日子梳理頭發(fā)時(shí)，你是否注意到這一切都會(huì)導(dǎo)致少量正負(fù)電荷的分離？這種靜電是在兩千多年前發(fā)現(xiàn)的; 然而，直到1700年代中期才發(fā)現(xiàn)靜電是能量?jī)?chǔ)存的特性。

電最早的發(fā)現(xiàn)

很難相信電容器的概念可以追溯到公元前六世紀(jì)，古希臘人已經(jīng)知道，琥珀碎片能夠在摩擦后吸引輕質(zhì)顆粒。

最早的已知摩擦收費(fèi)書(shū)面記錄可以追溯到公元前六世紀(jì); 當(dāng)希臘科學(xué)家泰勒斯的泰勒斯注意到這種摩擦?xí)r。 當(dāng)他用動(dòng)物毛皮擦琥珀時(shí)，它獲得了拾取一小部分材料的能力。 琥珀通過(guò)摩擦電效應(yīng)變?yōu)閹щ?，即電介質(zhì)中電荷的機(jī)械分離。 事實(shí)上，希臘語(yǔ)中的琥珀是“電子”，因此“電”這個(gè)詞誕生了。

在接下來(lái)的2300年左右，無(wú)論何時(shí)進(jìn)行電力研究，有人采用兩種不同的材料并將它們一起摩擦以產(chǎn)生正負(fù)電荷的單獨(dú)區(qū)域。

公元1650年左右，Otto von Guericke建造了一臺(tái)原油靜電發(fā)生器; 它是一個(gè)允許在軸上旋轉(zhuǎn)的硫磺球。 當(dāng)Guericke抓住這個(gè)硫磺球并快速轉(zhuǎn)動(dòng)軸時(shí)，他注意到一個(gè)靜電荷堆積起來(lái)。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有不能激發(fā)幾種形式的摩擦裝置的發(fā)展，這些裝置極大地有助于研究電力。

公元十八世紀(jì)的探索

公元18世紀(jì)被認(rèn)為是歐洲的啟蒙時(shí)代，這個(gè)時(shí)代的特點(diǎn)是獲得了豐富的知識(shí)和文化的擴(kuò)展。 科學(xué)是一種時(shí)髦的追求，科學(xué)主題的公開(kāi)談話得到了受過(guò)教育和授權(quán)的歐洲階級(jí)的充分參與。 最受歡迎的是與“電力”類(lèi)別相關(guān)的專(zhuān)業(yè)人士的講座。事實(shí)上，“電工”一詞最初指的是對(duì)靜電的性質(zhì)和概念有所了解的個(gè)人。 總的來(lái)說(shuō)，電力很容易成為18世紀(jì)最熱門(mén)的話題之一，并且利用摩擦產(chǎn)生電荷的靜電機(jī)器進(jìn)行了大量的探索。

雖然摩擦是分離可用于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的電荷的簡(jiǎn)單且廉價(jià)的方式，但產(chǎn)生的電荷量太少。 因此，專(zhuān)業(yè)人員迫切需要一些增加實(shí)驗(yàn)可用電量的方法。

I第一個(gè)突出的突破

第一個(gè)儲(chǔ)存裝置是在1745年至1846年的冬季由兩名獨(dú)立工作的電工發(fā)現(xiàn)的。 一個(gè)是Ewald Georg Von Kleist，也被稱(chēng)為德國(guó)科學(xué)家Jurgen das Opfa（有一些人聲稱(chēng)他來(lái)自波蘭），另一個(gè)是荷蘭萊登大學(xué)數(shù)學(xué)和物理學(xué)教授Pieter Van Musschenbroek

I馮克萊斯特和他的裝置

由Von Kleist制造的設(shè)備有一個(gè)藥瓶，部分裝滿水并用軟木塞密封。 將釘子穿過(guò)軟木塞進(jìn)入水中。 通過(guò)用一只手握住瓶子，使釘子接觸靜電機(jī)的端子; 這有助于獲得一些電流。 當(dāng)Von Kleist伸手去拿釘子時(shí)，為了將它從塞子上移開(kāi)，他注意到分開(kāi)的電荷能夠通過(guò)流過(guò)他自己的身體而重新團(tuán)聚。

IVan Musschenbroek和他的實(shí)驗(yàn)

Van Musschenbroek提出了幾乎類(lèi)似于Leyden jar （以城市命名）形式的裝置，通常稱(chēng)為第一個(gè)電容器。

 Van Musschenbroek的設(shè)備和經(jīng)歷與von Kleist非常相似; 但是，有三個(gè)例外。 

 一，名叫Andreas Cunaeus的訪問(wèn)學(xué)生，他做出了令人震驚的發(fā)現(xiàn)而不是van Musschenbroek。

 二，他確實(shí)對(duì)設(shè)備做了很多改進(jìn)，其中最重要的是去除水并使用金屬箔包裹罐子的內(nèi)部和外部。

 三，他寫(xiě)信給他的同事解釋他們所有關(guān)于設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)的信息。在給同事的信中，他提到不要試這個(gè)，因?yàn)檫@是一次可怕的經(jīng)歷。 這句話讓每個(gè)人都想嘗試這個(gè)，因?yàn)檫@個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則：永遠(yuǎn)不要說(shuō)“永不嘗試”某些東西，尤其是“可怕”的東西，因?yàn)橹挥羞@樣每個(gè)人都可能想要嘗試一下。 證明上述陳述是100％真實(shí)的，很快歐洲的科學(xué)家和美國(guó)的一個(gè)本杰明富蘭克林開(kāi)始構(gòu)建他們自己版本的改進(jìn)型電荷存儲(chǔ)設(shè)備。

另一方面，Kleist沒(méi)有詳細(xì)的記錄和深度記錄，因此他經(jīng)常被忽視作為電容器演變的貢獻(xiàn)者。 然而，隨著歲月的流逝，兩者都獲得了同等的信譽(yù)，因?yàn)樗鼈兊难芯客耆?dú)立，只是一種科學(xué)的巧合。

Leyden Jar及其意義

Leyden罐子被全面地用于進(jìn)行許多早期的電力實(shí)驗(yàn); 此外，它的發(fā)現(xiàn)在電力研究中具有重要意義。 早期，研究人員使用大尺寸的絕緣導(dǎo)體，如果他們想存儲(chǔ)電荷。 Leyden罐子提供了更緊湊的替代品。 當(dāng)時(shí)的電容單位是“罐子”，相當(dāng)于約1 nF。

Leyden罐子是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的裝置。 它有一個(gè)玻璃罐，一半裝滿水，里面和外面都襯有金屬箔。 玻璃作為電介質(zhì)（很長(zhǎng)一段時(shí)間，人們認(rèn)為水是主要成分）。 有一個(gè)金屬鏈或金屬絲通過(guò)罐子頂部的軟木塞驅(qū)動(dòng)。 然后將鏈條或金屬絲鉤住會(huì)產(chǎn)生電荷的東西，很可能是手搖式靜電發(fā)生器。 一旦充電完成，罐子將保持兩個(gè)相等但相反的電荷平衡，直到它們與電線連接，產(chǎn)生輕微的火花或電擊。

雖然Leyden罐已經(jīng)存在了近250年，但它帶有現(xiàn)代電容器的所有元件，包括兩個(gè)導(dǎo)電板（Leyden罐中的金屬箔）和一個(gè)隔離板，使它們不會(huì)發(fā)生電接觸（玻璃罐 - 萊頓罐）。

后來(lái)，Daniel Gralath首先將幾個(gè)并聯(lián)的罐子組合成電容器“電池”，以增加電荷存儲(chǔ)容量。

本杰明富蘭克林和電容器

富蘭克林在與電相關(guān)的實(shí)驗(yàn)中使用了同樣的Leyden罐子，很快發(fā)現(xiàn)平板玻璃與罐子模型一樣好; 這促使他開(kāi)發(fā)了扁平電容器或富蘭克林廣場(chǎng)。

一致使用Leyden Jar

Leyden罐或扁平電容器被廣泛使用直到大約1900年，當(dāng)時(shí)無(wú)線電發(fā)明產(chǎn)生了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電容器的需求，并且穩(wěn)定地移動(dòng)到更高頻率需要具有更低電感的電容器。 使用更緊湊的結(jié)構(gòu)，其是柔性電介質(zhì)片，如夾在金屬箔片之間的油紙，其被卷起或折疊成小包裝。

這些早期的電容器也被稱(chēng)為冷凝器（源自意大利冷凝器），這個(gè)術(shù)語(yǔ)仍在使用中。 這個(gè)術(shù)語(yǔ)是由亞歷山德羅·沃爾塔于1782年創(chuàng)造的，指的是該裝置存儲(chǔ)比普通隔離導(dǎo)體更高密度電荷的能力。 即使在今天，大多數(shù)非英語(yǔ)歐洲語(yǔ)言也使用冷凝器一詞。

邁克爾法拉第啟動(dòng)電容器的實(shí)際應(yīng)用

幾年后，著名的英國(guó)化學(xué)家法拉第對(duì)電容器技術(shù)做出了一些主要貢獻(xiàn)，包括介電常數(shù)的概念和第一個(gè)實(shí)用的固定和可變電容器的發(fā)明。 當(dāng)他試圖從他的實(shí)驗(yàn)中存儲(chǔ)一些未使用的電子時(shí)，他成為了尋找電容器首次實(shí)際應(yīng)用的先驅(qū)。 他的努力導(dǎo)致了第一個(gè)可用電容器的發(fā)明，該電容器由大型油桶制成。 法拉第在電容器方面的進(jìn)步最終使我們能夠在遠(yuǎn)距離傳輸電力。 他對(duì)電容器技術(shù)的重大貢獻(xiàn)在電容單位“法拉”中得到了認(rèn)可。

商業(yè)需求造就電容器的快速發(fā)展

電容器技術(shù)的發(fā)展并沒(méi)有迅速發(fā)展，直到真空管的發(fā)明促進(jìn)了長(zhǎng)距離電話技術(shù)和實(shí)際無(wú)線電技術(shù)所需的電子放大器，這種技術(shù)在1920年首次獲得商業(yè)許可。但是，第一個(gè)交流線路供電的無(wú)線電直到1927年。線路操作無(wú)線電接收器的快速發(fā)展為電容器創(chuàng)造了巨大的消費(fèi)市場(chǎng)。今天，電容器廣泛用于地球上的所有電氣設(shè)備。