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电场是电荷周围存在的一种特殊物质。想象一下，当你脱毛衣时产生的静电，就是电场在起作用。电场强度用来描述电场的强弱和方向，定义为电场力除以试探电荷。正电荷产生的电场线从正电荷出发向外辐射，电场越强的地方，电场线越密集。当我们在电场中放入一个试探电荷时，它会受到电场力的作用，这个力的大小与电场强度成正比。
电势差是电场的另一个重要概念，它描述了电场力做功的能力。就像水从高处流向低处一样，电荷也会从高电势流向低电势。在匀强电场中，正电荷从正极板移动到负极板时，电场力做正功，电势能减少。电势差等于电场力做功除以电荷量，在匀强电场中还等于电场强度乘以距离。这个概念为我们理解电路中的电压奠定了基础。
电容器是一种重要的电子元件，能够储存电荷和电场能量。最常见的是平行板电容器，由两个平行的金属板组成。当我们给电容器充电时，一个极板积累正电荷，另一个极板积累等量的负电荷，两板间建立起电场。电容器的电容大小取决于极板面积、板间距离和介质的介电常数。电容器储存的能量与电容和电压的平方成正比，这使得电容器在电路中具有重要的储能作用。
闭合电路欧姆定律考虑了电源的内阻，给出了电流与总电阻的关系。电流等于电动势除以内阻和外阻之和。在实际电路中，电源内部也有电阻，会消耗一部分功率。当外电阻变化时，电流和端电压都会发生变化。外电阻越大，电流越小，但端电压越高。当外电阻等于内阻时，电源输出功率最大。这个定律帮助我们分析复杂电路中的能量分配和效率问题。
让我们通过一个RC电路的充电过程来综合应用前面学到的知识。当开关闭合时，电容器开始充电，电流从最大值逐渐减小到零，而电容器两端电压从零逐渐增加到电源电压。充电过程遵循指数规律，时间常数τ等于RC。在稳态时，电容器相当于断路，电流为零。这个例子展示了电场、电势差、电容器和欧姆定律的综合应用，帮助我们理解电路中的动态过程。