ความจุของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับอะไร

ความจุขึ้นอยู่กับอะไร?

ความจุ (C) ของตัวเก็บประจุมีความขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักหลายอย่าง:

พื้นที่แผ่น (A):

ความจุเพิ่มขึ้นตามพื้นที่ของแผ่น พื้นที่ใหญ่กว่าสามารถเก็บประจุได้มากขึ้น

ทางคณิตศาสตร์ แสดงเป็น C∝A.

ระยะห่างระหว่างแผ่น (d):

ความจุลดลงเมื่อระยะห่างระหว่างแผ่นเพิ่มขึ้น ระยะห่างที่เล็กกว่าทำให้สนามไฟฟ้าแรงขึ้น ทำให้สามารถเก็บประจุได้มากขึ้น

ทางคณิตศาสตร์ แสดงเป็น C∝ 1/d .

ค่าคงที่ดายเอลิก (ε):

ค่าคงที่ดายเอลิก (หรือเรียกว่าความรู้สึกถึงความเป็นฉนวนหรือค่าคงที่ดายเอลิก) ของวัสดุระหว่างแผ่นมีผลต่อความจุ ค่าคงที่ดายเอลิกที่สูงกว่าจะทำให้ความจุมากขึ้น ค่าคงที่ดายเอลิกเป็นตัวเลขไร้มิติที่บ่งบอกถึงความสามารถในการเก็บพลังงานไฟฟ้าของวัสดุเทียบกับสุญญากาศ ทางคณิตศาสตร์ แสดงเป็น C∝ε.

โดยรวมแล้ว ความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานสามารถแสดงเป็นสูตร:C=εrε0A/d

โดยที่:

• $\mathrm{<br>}$C คือ ความจุ วัดในหน่วยฟาราด (F).

• ${\mathrm{<br>}}_{}$εr คือ ค่าคงที่ดายเอลิกสัมพัทธ์ของวัสดุ.

• ${\mathrm{<br>}}_{}$ε0 คือ ความรู้สึกถึงความเป็นฉนวนในสุญญากาศ โดยประมาณ 8.854×10−12 F/m.

• A คือ พื้นที่ของแผ่น วัดในหน่วยตารางเมตร (m²).

• $\mathrm{<br>}$d คือ ระยะห่างระหว่างแผ่น วัดในหน่วยเมตร (m).

ตัวอย่าง

พิจารณาตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานที่มีพื้นที่แผ่น 0.01 m² ระยะห่างระหว่างแผ่น 0.001 m และวัสดุดายเอลิกที่มีค่าคงที่ดายเอลิกสัมพัทธ์เท่ากับ 2 ความจุของตัวเก็บประจุนี้สามารถคำนวณได้ดังนี้:

ดังนั้น ความจุของตัวเก็บประจุนี้คือ 177.08 พิโคฟาราด (pF).