چه چیزی بر ظرفیت خازن تأثیر می‌گذارد

چه کسی ظرفیت به آن بستگی دارد؟

ظرفیت (C) یک خازنه به چند عامل اصلی بستگی دارد:

مساحت صفحات (A):

ظرفیت با افزایش مساحت صفحات افزایش می‌یابد. صفحات بزرگ‌تر می‌توانند بار بیشتری را نگهداری کنند.

به طور ریاضی، این موضوع به صورت C∝A بیان می‌شود.

فاصله صفحات (d):

ظرفیت با افزایش فاصله بین صفحات کاهش می‌یابد. فاصله کمتر اجازه میدهد تا میدان الکتریکی قوی‌تری شکل گیرد و بیشتر بار ذخیره شود.

به طور ریاضی، این موضوع به صورت C∝ 1/d بیان می‌شود.

ثابت دی الکتریک (ε):

ثابت دی الکتریک (که همچنین به عنوان ثابت نسبی دی الکتریک یا ثابت دی الکتریک شناخته می‌شود) مواد بین صفحات بر ظرفیت تأثیر می‌گذارد. ثابت دی الکتریک بالاتر منجر به ظرفیت بیشتر می‌شود. ثابت دی الکتریک عدد بدون بعدی است که توانایی ماده در ذخیره انرژی الکتریکی را نسبت به خلاء نشان می‌دهد. به طور ریاضی، این موضوع به صورت C∝ε بیان می‌شود.

با ترکیب این عوامل، ظرفیت یک خازنه صفحات موازی می‌تواند با فرمول زیر بیان شود:C=εrε0A/d

که در آن:

• $\mathrm{<br>}$C ظرفیت است که به فاراد (F) اندازه‌گیری می‌شود.

• ${\mathrm{<br>}}_{}$εr ثابت دی الکتریک نسبی ماده است.

• ${\mathrm{<br>}}_{}$ε0 پرمیتابیلیتی فضا است، حدوداً 8.854×10−12F/m.

• A مساحت صفحات است که به متر مربع (m²) اندازه‌گیری می‌شود.

• $\mathrm{<br>}$d فاصله بین صفحات است که به متر (m) اندازه‌گیری می‌شود.

مثال

در نظر بگیرید یک خازنه صفحات موازی با مساحت صفحات 0.01m2، فاصله صفحات 0.001m و ماده دی الکتریک با ثابت دی الکتریک نسبی 2. ظرفیت این خازنه می‌تواند به صورت زیر محاسبه شود:

بنابراین، ظرفیت این خازنه 177.08 پیکوفاراد (pF) است.