當美國政治家兼科學家富蘭克林（Benjamin Franklin）在一場雷電交加的暴風雨中進行風箏實驗，且經(jīng)過多年后仍為人津津樂道的這個故事中，有一個用于儲存電荷的裝置稱為“萊頓瓶”（Leyden jar）。

在富蘭克林的實驗中，不但證實了閃電就是電，而且能夠經(jīng)由掛在風箏線上的鑰匙導引到萊頓瓶，就像靜電那樣可以傳導與儲存。

時至今日，這個裝置正是我們所說的“電容器”（capacitor）。

在維基百科（ Wikipedia ）中有一篇關于萊頓瓶的介紹，其中提到作為原始形式的電容器，萊頓瓶中的典型電容為1nF，即等于1000pF。根據(jù)中文版維基百科介紹，萊頓瓶…

…是一種用以儲存靜電的裝置，最先由Pieter van Musschenbroek （1692-1761年）在荷蘭的萊頓試用。作為原始形式的電容器，萊頓瓶曾被用來作為電學實驗的供電來源，也是電學研究的重大基礎。萊頓瓶的發(fā)明，標志著對電的本質和特性進行研究的開始…

參考如下的古早時代附圖，只要對其實體尺寸進行一些合理的假設，就可以按照以下的草圖和計算方式所示來估算電容。

圖1：參考古早時代附圖描繪的萊頓瓶（附加注解）

設垂直高度= 8英吋

設直徑= 4英吋

則半徑= 2英吋

圓柱面積= 圓周× 高度

圓柱面積= π × 直徑× 高度

圓柱面積= π × 4 × 8 = 100.53 –》 100 平方英吋

磁碟面積= π ×半徑2 + π × 2 2 = 12.57 –》 13平方英吋

總面積= 113平方英吋

假設玻璃厚度為?英吋。

玻璃的介電常數(shù)在3.7和10之間。

自由空間的介電常數(shù)= e0 = 8.854pF/米

自由空間的介電常數(shù)= e0 = 0.225pF/英吋

電容= er × e0 × 總面積/玻璃厚度

電容= 3.7 × 0.225 × 113/0.25 = 376pF

至

電容= 10 × 0.225 × 113/0.25 = 1017 pF

電容近似值= 1000pF

這些電容據(jù)報導在充電后可能達到數(shù)十千伏特的電壓（有一篇報導中還提到大約為20kV至60kV）。因此在塞子上方的金屬球有助于防止“電暈效應”（corona effects），以我自己的經(jīng)驗來看，大約在30kV附近會產(chǎn)生這種電暈效應。

查看所涉及的儲存能量也很有幫助。其能量為?CV 2，其中C為法拉電容，V為電壓（以伏特為單位），而能量以焦耳（joule）為單位。對于60kV時的1000pF，能量= ? × 1000E – 12 × （60000 2 ） = 1.8焦耳

能量夠大時可能造成傷害，因此在使用萊頓瓶進行實驗的人員確實必須非常小心謹慎。

編輯：hfy