Mikä vaikuttaa kondensaattorin kapasiteettiin?

Mistä kapasitanssi riippuu?

Kapasitorin kapasitanssi (C) riippuu useista pääasiallisista tekijöistä:

Pinnan ala (A):

Kapasitanssi kasvaa pintaplokkien pinta-alan mukaan. Suuremmat pinnat voivat säilyttää enemmän sähkövarauksen.

Matemaattisesti tämä ilmaistaan C∝A.

Pinnan välimatka (d):

Kapasitanssi vähenee, kun pintaplokkien välinen etäisyys kasvaa. Pienempi etäisyys mahdollistaa vahvemman sähkökentän, mikä mahdollistaa suuremman sähkövarauksen säilyttämisen.

Matemaattisesti tämä ilmaistaan C∝ 1/d .

Dielektrinen vakio (ε):

Pintaplokkien välisen materiaalin dielektrinen vakio (tunnetaan myös suhteellisena permittiivisuutena tai dielektrisenä vakiona) vaikuttaa kapasitansiin. Korkeampi dielektrinen vakio johtaa suurempaan kapasitanssiin. Dielektrinen vakio on mittavaaton luku, joka ilmaisee materiaalin kyvyn varastoida sähköenergiaa verrattuna tyhjiöön. Matemaattisesti tämä ilmaistaan C∝ε.

Näiden tekijöiden yhdistelmällä rinnakkaispinnaisen kapasitorin kapasitanssi voidaan ilmaista kaavalla:C=εrε0A/d

missä:

• $\mathrm{<br>}$C on kapasitanssi, mitattuna faradeissa (F).

• ${\mathrm{<br>}}_{}$εr on materiaalin suhteellinen dielektrinen vakio.

• ${\mathrm{<br>}}_{}$ε0 on vapaan tilan permittiivisyys, noin 8.854×10−12 F/m.

• A on pinnaplokin pinta-ala, mitattuna neliömetreissä (m²).

• $\mathrm{<br>}$d on pintaplokkien välinen etäisyys, mitattuna metreissä (m).

Esimerkki

Oletetaan, että rinnakkaispinnainen kapasitori on pinnan pinta-alana 0.01m2, pinnan välimatkana 0.001m ja dielektrisenä materiaalina käytetään materiaalia, jonka suhteellinen dielektrinen vakio on 2. Tämän kapasitorin kapasitanssi voidaan laskea seuraavasti:

Täten tämän kapasitorin kapasitanssi on 177.08 pikofaradia (pF).