Auf was hängt die Kapazität eines Kondensators ab?
Worauf hängt die Kapazität ab?
Die Kapazität (C) eines Kondensators hängt von mehreren Hauptfaktoren ab:
Plattenfläche (A):
Die Kapazität nimmt mit der Fläche der Platten zu. Größere Platten können mehr Ladung speichern.
Mathematisch ausgedrückt ist dies C∝A.
Plattentrennung (d):
Die Kapazität nimmt ab, wenn der Abstand zwischen den Platten zunimmt. Ein kleinerer Abstand ermöglicht ein stärkeres elektrisches Feld, was die Speicherung einer größeren Ladung ermöglicht.
Mathematisch ausgedrückt ist dies C∝ 1/d .
Dielektrische Konstante (ε):
Die dielektrische Konstante (auch bekannt als relative Permittivität oder dielektrische Konstante) des Materials zwischen den Platten beeinflusst die Kapazität. Eine höhere dielektrische Konstante führt zu einer größeren Kapazität. Die dielektrische Konstante ist eine dimensionslose Zahl, die die Fähigkeit des Materials angibt, elektrische Energie im Vergleich zum Vakuum zu speichern. Mathematisch ausgedrückt ist dies C∝ε.
Diese Faktoren kombiniert kann die Kapazität eines Parallelplattenkondensators durch die Formel ausgedrückt werden: C=εrε0A/d
wobei:
C ist die Kapazität, gemessen in Farad (F).
εr ist die relative dielektrische Konstante des Materials.
ε0 ist die Permittivität des freien Raums, etwa 8.854×10−12F/m.
A ist die Fläche der Platten, gemessen in Quadratmetern (m²).
d ist der Abstand zwischen den Platten, gemessen in Metern (m).
Beispiel
Betrachten wir einen Parallelplattenkondensator mit einer Plattengröße von 0.01m², einem Plattenabstand von 0.001m und einem Material mit einer relativen dielektrischen Konstanten von 2. Die Kapazität dieses Kondensators kann wie folgt berechnet werden:
Daher beträgt die Kapazität dieses Kondensators 177,08 Pikofarad (pF).
