Ero sivun ”Kapasitanssi” versioiden välillä
>Oh8hub p (wikilinkki) |
>Oh2mqk p (muotoiluviilaa..) |
||
| Rivi 1: | Rivi 1: | ||
Kondensaattorin '''kapasitanssi''' (engl: ''capacitance'') (C) on sen potentiaalieron (tai [[jännite|jännitteen]], U) mitta, joka muodostuu kondensaattorin pintojen väliin, kun | |||
Kondensaattorin ''kapasitanssi'' (engl: ''capacitance'') (C) on sen potentiaalieron (tai [[jännite|jännitteen]], U) mitta, joka muodostuu kondensaattorin pintojen väliin, kun | |||
siihen kerätään annettu [[sähkövaraus]] (Q): | siihen kerätään annettu [[sähkövaraus]] (Q): | ||
:<math>C = \frac{Q}{U}\,</math> | :<math>C = \frac{Q}{U}\,</math> | ||
| Rivi 16: | Rivi 14: | ||
"Rinnakkaisista levyistä" tehdyn kondensaattorin elektrodien välinen kapasitanssi, | "Rinnakkaisista levyistä" tehdyn kondensaattorin elektrodien välinen kapasitanssi, | ||
kun pinta-ala on ''A'' ja levyjen väli on ''d'' on suunnilleen: | kun pinta-ala on ''A'' ja levyjen väli on ''d'' on suunnilleen: | ||
:<math>C = \ | :<math>C = \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{A}{d}</math> | ||
missä C on kapasitanssi faradeina, <math>\ | missä C on kapasitanssi faradeina, <math>\varepsilon_0\,</math> on tyhjön sähköstaattinen permittiivisyysvakio (<math>1/(\mu_o c^2) = 1/(4\pi 10^{-7} c^2)\,</math>) ja | ||
<math>\ | <math>\varepsilon_r\,</math> on käytetyn eristeen [[Permittiivisyys|suhteellinen permittiivisyys]]. | ||
Kondensaattorin varauskykyä voi siis lisätä: | Kondensaattorin varauskykyä voi siis lisätä: | ||
* Laittamalla lisää pinta-alaa kondensaattoriin - tai laittamalla useampia kondensaattoreita rinnakkain. | * Laittamalla lisää pinta-alaa kondensaattoriin - tai laittamalla useampia kondensaattoreita rinnakkain. | ||
* Käyttämällä korkeamman <math>\ | * Käyttämällä korkeamman <math>\varepsilon_r\,</math>:n omaavaa materiaalia eristeenä | ||
* Ohentamalla eristettä | * Ohentamalla eristettä | ||
* Nostamalla jännitettä (jos se käyttökohteessa on mahdollista) | * Nostamalla jännitettä (jos se käyttökohteessa on mahdollista) | ||
| Rivi 39: | Rivi 37: | ||
* [[Faradi]] | * [[Faradi]] | ||
* [[Coulombi]] | * [[Coulombi]] | ||
[[Category:Teoria]][[Category:Suureet]] | |||
Nykyinen versio 15. joulukuuta 2007 kello 20.48
Kondensaattorin kapasitanssi (engl: capacitance) (C) on sen potentiaalieron (tai jännitteen, U) mitta, joka muodostuu kondensaattorin pintojen väliin, kun siihen kerätään annettu sähkövaraus (Q):
SI-järjestelmän yksiköinä kondensaattorin kapasitanssi on yksi faradi, kun yhden coulombin verran sähkövarausta aiheuttaa yhden voltin potentiaalieron sen napojen väliin. Koskapa faradi on hyvin suuri yksikkö, kondensaattorien arvoja esitetään yleensä mikrofaradeina (µF), nanofaradeina (nF) tai pikofaradeina (pF).
Yllä annettu yhtälö toimii, kunhan varaus Q on paljon yli yksittäisen elektronin varauksen. Esim. 1 pF kondensaattoriin 1 µV tuottaisi hieman alle yhden elektronin varauksen...
"Rinnakkaisista levyistä" tehdyn kondensaattorin elektrodien välinen kapasitanssi, kun pinta-ala on A ja levyjen väli on d on suunnilleen:
missä C on kapasitanssi faradeina, on tyhjön sähköstaattinen permittiivisyysvakio () ja on käytetyn eristeen suhteellinen permittiivisyys.
Kondensaattorin varauskykyä voi siis lisätä:
- Laittamalla lisää pinta-alaa kondensaattoriin - tai laittamalla useampia kondensaattoreita rinnakkain.
- Käyttämällä korkeamman :n omaavaa materiaalia eristeenä
- Ohentamalla eristettä
- Nostamalla jännitettä (jos se käyttökohteessa on mahdollista)
1990-luvulla kehitettiin "ultrakondensaattorit", joille tyypillisiä ominaisuuksia ovat:
- Kapasitanssi useita kymmeniä tai jopa tuhansia Faradeja
- Jännitekesto enintään 2.55 Volttia (vesipohjaisen elektrolyytin läpilyöntijännite)
- Lataus- ja purkuvirrat kymmeniä ampeereita tai jopa kiloampeereita
Näiden kondensaattorien elektrodit koostuvat huokoisesta aktiivihiilestä, joka antaa erittäin suuren pinta-alan jota vasten elektrolyyttinesteen välittämä sähkökenttä vaikuttaa ja siten todellakin kymmeniä viiva tuhansia Faradeja olevan kapasitanssin.