Kapasitanssia

Kapasitanssia, eli kapasitanssia, kuvaa kykyä varastoida sähkövarausta eristeen ja johtimien muodostaman välim Muodostelman välillä. Kun jännite V kahden johtimen välillä kasvaa, varauksia Q siirtyy johtimille, ja kapasitanssi C määritellään kaavalla Q = C V. Tällä suureella on keskeinen rooli monissa sähkö- ja elektronisissa piireissä.

Kapasitanssin yksikkö on faradi (F). Yleisiä käytännön arvoja ovat pF (piko faradi), nF (nano faradi) ja µF (mikro faradi). Yksi faradi tarkoittaa sitä, että 1 coulombin varaus aiheuttaa 1 voltin muutoksen jännitteessä.

Kapasitanssi riippuu kolmen tekijän yhteisvaikutuksesta: johdinten pinta-alasta A, välimatkasta d sekä eristemateriaalin dielectric- eli dielektrisesta läpäisevyydestä εr. Parallel-plate -kondensaattorin tapauksessa C = ε0 εr A / d, missä ε0 on tyhjiön permittiviteetti ja εr dielektrisen materiaalin suhteellinen permittiviteetti. Eri muotoisissa kondensaattoreissa arvoa arvioidaan vastaavien geometrioiden ja materiaalien perusteella.

Kytkennät voidaan järjestää sarjaan tai rintaan. Sarjaan kytkettynä kokonaiskapasitanssi pienenee, rinnan kytkettynä se kasvaa. Käyttökohteita ovat energian varastointi, signaalin suodatus, suojaus ja taajuusvalinta sekä monimutkaisemmissa piireissä aikavakioiden ja resonanssien toteuttaminen.

Historiallisesti kapasitanssin käsite kehittyi 1700–1800-luvuilla kokeellisessa tutkimuksessa ja on sittemmin vakiinnuttanut asemansa keskeisenä suureena sähkötekniikassa.