على ماذا تعتمد سعة المكثف؟

ما هي العوامل التي تعتمد عليها السعة الكهربائية؟

تعتمد السعة الكهربائية (C) للمكثف على عدة عوامل رئيسية:

مساحة الألواح (A):

تزداد السعة الكهربائية مع زيادة مساحة الألواح. الألواح الأكبر يمكنها حمل شحنة أكبر.

يمكن التعبير عن ذلك رياضيًا كـ C∝A.

المسافة بين الألواح (d):

تنخفض السعة الكهربائية كلما زادت المسافة بين الألواح. المسافة الأصغر تسمح بوجود مجال كهربائي أقوى، مما يتيح تخزين شحنة أكبر.

يمكن التعبير عن ذلك رياضيًا كـ C∝ 1/d.

ثابت العازلة (ε):

ثابت العازلة (المعروف أيضًا باسم الثابت النسبي للإذعان أو ثابت العازلة) للمادة بين الألواح يؤثر على السعة الكهربائية. الثابت الأعلى يؤدي إلى سعة كهربائية أكبر. ثابت العازلة هو رقم بدون وحدة يشير إلى قدرة المادة على تخزين الطاقة الكهربائية مقارنة بالفراغ. يمكن التعبير عن ذلك رياضيًا كـ C∝ε.

بجمع هذه العوامل، يمكن التعبير عن السعة الكهربائية لمكثف الألواح الموازية بالصيغة: C=εrε0A/d

حيث:

• $\mathrm{<br>}$C هي السعة الكهربائية، مقاسة بالفاراد (F).

• ${\mathrm{<br>}}_{}$εr هو الثابت النسبي للعازلة للمادة.

• ${\mathrm{<br>}}_{}$ε0 هو الثابت الإذعان للفضاء الحر، تقريباً 8.854×10−12 F/m.

• A هي مساحة الألواح، مقاسة بالمتر المربع (m²).

• $\mathrm{<br>}$d هي المسافة بين الألواح، مقاسة بالمتر (m).

مثال

لنفترض أن لدينا مكثف ألواح موازية بمساحة ألواح تبلغ 0.01 m²، ومسافة بين الألواح تبلغ 0.001 m، ومادة عازلة ذات ثابت نسبي للعازلة يبلغ 2. يمكن حساب السعة الكهربائية لهذا المكثف كما يلي:

وبالتالي، فإن السعة الكهربائية لهذا المكثف هي 177.08 بيكوفاراد (pF).