ظرفیت یک خازن به چه چیزی بستگی دارد

ظرفیت به چه عواملی بستگی دارد؟

ظرفیت (C) یک خازن به چندین عامل اصلی وابسته است:

مساحت صفحات (A):

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

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

فاصله صفحات (d):

ظرفیت با افزایش فاصله بین صفحات کاهش می‌یابد. فاصله کمتر اجازه میدهد تا یک میدان الکتریکی قوی‌تر تشکیل شود و بیشتر بار الکتریکی ذخیره شود.

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

ثابت دی الکتریک (ε):

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

با ترکیب این عوامل، ظرفیت یک خازن 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 ثابت دی الکتریک خلاء 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

فرض کنید یک خازن صفحات موازی با مساحت صفحات 0.01m2، فاصله صفحات 0.001m و ماده دی الکتریک با ثابت دی الکتریک نسبی 2 داریم. ظرفیت این خازن می‌تواند به صورت زیر محاسبه شود:

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