varauskyvyn

Varauskyvyn käsite tarkoittaa järjestelmän kykyä varastoida sähkövarausta. Tässä yhteydessä kyse on kapasitanssista (symboli C), joka määrittää sen suhteen varauksen Q ja jännitteen V välillä: Q = C V. Kapasitanssi ilmaisee, kuinka paljon varausta voidaan ylläpitää tietyn jännitteen alaisena. Kapasitanssin yksikkö on faradi (F).

Varauskyvyn arvo riippuu sekä rakenteesta että käytetystä dielektriikosta. Yleisesti kapasitanssi kasvaa suuremmalla pinta-alalla A ja pienemmällä erotusetäisyydellä d sekä suurella dielektrisen aineen permittiviteetillä εr. Parallel-plate -kondensaattorin esimerkki: C = ε0 εr A / d. Eri geometrioissa sekä sähköiset vuorovaikutukset vaikuttavat kapasitanssin arvoon.

Kapasitanssi määrittelee myös varausten varastoitavan energian. Energia varauksessa: W = 1/2 C V^2. Samanaikaisesti voidaan kirjoittaa W = Q^2 / (2C). Varauskyvyn hallinta on keskeistä elektroniikassa ja tehonsiirrossa.

Reaaliaikaisissa järjestelmissä kapasitanssi ei ole aina staattinen. Se voi riippua taajuudesta, lämpötilasta ja dielektrisen aineen häviöistä. Parasititilojen sekä johtimien ominaisuudet voivat vaikuttaa tehokkaaseen kapasitanssiin erityisesti korkeilla taajuuksilla.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi suojakondensaattorit, decoupling-, signaalinsiirto- ja virtalähdesovellukset sekä energian varastointi suuria tehoja vaativissa sovelluksissa kuten elektroniikkalaitteiden virtalähteissä ja superkondensaattoreissa. Eri tyyppejä ovat metallikalvikondensaattorit, kerroskondensaattorit ja superkondensaattorit. Kapasitanssia mitataan LCR-mittareilla tai impedanssimittauksella; taajuus ja lämpötila huomioidaan suunnittelussa.