Kokonaiskapasitanssia

Kokonaiskapasitanssia kuvaa sähköisessä verkossa olevan kappaleiden eli kapasitorien kokonaiskapasitanssi, joka määrittää järjestelmän kyvyn varastoida sähkövarauksia per jännite. Yksikkö on faradi (F); käytetyimmät pienemmän mittakaavan arvot ovat mikrofaradeja (µF) ja nanofaradeja (nF). Kokonaiskapasitanssi on keskeinen suure muun muassa aikavakioissa RC-virityksissä ja signaalin suodattamisessa.

Käytännön kytkennöissä kapasitanssit voivat olla rinnakkain tai sarjaan kytkettyjä. Rinnakkaisyhdistämisessä kokonaiskapasitanssi on kaikkien yksittäisten kapasitanssien summa: C_eq = C1 + C2 + ... . Sarjakytkennässä kokonaiskapasitanssi pienenee: 1/C_eq = 1/C1 + 1/C2 + ... . Monimutkaisissa verkoissa kokonaiskapasitanssi selvitetään vähitellen yhdistämällä kappaleita sarja- tai rinnakkaissääntöjen mukaan tai käyttämällä yleisempiä verkkoanalyysimenetelmiä, kuten nodal-analyyseja tai Y-Δ-muutoksia.

Esimerkki: kaksi kapasitoria, 2 µF ja 3 µF, kytketyinä rinnakkain antavat C_eq = 2 + 3 = 5 µF. Sarjassa nämä saman arvot antavat 1/C_eq = 1/2 + 1/3 = 5/6, jolloin C_eq = 1,2 µF.

Mitatessa kokonaiskapasitanssia käytetään esimerkiksi LCR-mittareita tai määritetään aikavakiosuhteen avulla RC-verkossa (tau = R · C). Kapasitanssi voi olla jännitteestä ja lämpötilasta riippuva materiaaleista riippuen, erityisesti joidenkin keramiikkadielektrien tapauksessa.

Käyttökohteita ovat virityssilmukat, suodattimet, kytkentäensimmäisiä vaiheita ja aikavakioihin perustuvat piirit. Kokonaiskapasitanssia mittaamalla ja hallitsemalla voidaan suunnitella haluttuja vasteita ja vasteajoituksia sähköisissä verkoissa.