kapasitansseista

Kapasitanssi eli kapasitanssi on sähköjärjestelmän ominaisuus, joka kuvaa, kuinka paljon sähkövarausta järjestelmä voi varastoitua per jänniteyksikkö. Kapasitanssi merkitään C ja sen yksikkö on faradi (F). Määritelmä on C = Q/V, missä Q on tallennettu varaus ja V jännite niiden välillä. Kapasitanssi riippuu sekä geometrisista tekijöistä että käytetystä dielektrisestä aineesta.

Geometria ja dielektri voluumit määrittävät kapasitanssin. Esimerkiksi litteän parallel-levykapasitorin tapauksessa C = ε0 εr A/d, jossa ε0 on tyhjiön permittiviteetti, εr on dielektrisen aineen suhteellinen permittiviteetti, A pinta-ala ja d etäisyys levyjen välillä. Konkreettisia kappaleita ovat myös kierretyt, putkimaiset tai monikerroksiset rakenteet, joiden kapasitanssia voidaan muuttaa geometrialla tai dielectricken materiaalin avulla.

Kapasitanssia voidaan yhdistellä eri tavoin. Sarjaan kytkeydyttävien kapasitanssien käänteislukujen summa antaa kokonaiskapasitanssin: 1/C_eq = Σ(1/C_i). Rinnakkain kytkettäessä C_eq = Σ C_i. Energiavarastointi on W = 1/2 C V^2, jossa varaukseen liittyy energia. Dielektrinen aine parantaa kapasitanssia materiaalin korkeamman permittiviteetin kautta, ja lämpötila sekä polarisointi voivat muuttaa arvoa.

Reaaliyhteydessä kapasitanssi voi poiketa ideaalista johtuen vuotamisesta, dielektrisiin häviöihin sekä epäideaalisuuksista kuten eristevastukseen. Mittauksessa käytetään LCR-mittareita tai varaus-/purkausmenetelmiä sekä impedanssimittauksia.

Sovellukset ulottuvat suodattimista ja viivekytkennöistä energian varastointiin ja sensoreihin. Kapasitanssin käsite kehittyi 1700–1800-luvuilla Leydenin pilarien ja Faradayn tutkimusten myötä, ja sen käsite sekä yksikkö Faradi ovat olleet keskeisiä sähkötekniikassa.