Intellegendo capacitatem
Poculum parvum parvam aquae potabilis quantitatem, magnum autem plus continere potest. Quo maius poculum, eo plus aquae continere potest. Itaque unumquodque poculum capacitatem habet, seu mensuram suae capacitatis aquam continendi. Sicut vitra, capacitores etiam facultatem habent onus electricum et energiam potentialem electricam conservandi. Capacitas capacitoris, seu mensura facultatis capacitoris onus electricum et energiam potentialem electricam conservandi, appellatur... capacitas.
Factores capacitatem afficientes
Magnitudo capacitatis vitri ad aquam continendam a volumine eius determinatur. Quid de condensatoribus? Quid magnitudinem capacitatis condensatoris ad sarcinam electricam conservandam determinat?
Figura infra condensatorem simplicem ostendit, constantem ex duabus laminis conductivis, certa distantia separatas. Antequam cum fonte tensionis electricae, ut puta cum accumulatore, coniungatur, ambae laminae exonerantur. Deinde, una lamina cum termino positivo accumulatoris, altera cum termino negativo, filis utentibus connectitur.
Postquam cum termino positivo pilae coniuncta est, positiva carica in pila electrones negative oneratos in lamina attrahit, eos ad terminalem positivum pilae movere faciens. Hoc efficit ut lamina deficiat electrones (caries negative) et excessus protonum (caries positive) habeat, unde carica positiva oritur.
Similiter, postquam lamina cum termino negativo pilae coniuncta est, positiva carica in lamina electrones negative oneratos in termino negativo pilae attrahit, quod electrones ad laminam movere facit. Hoc efficit ut lamina superfluus electronum habeat, eam negative oneratam reddens.
Processus translationis electronum inter laminas et batteriam cessat postquam differentia potentialis inter duas laminas aequalis est differentiae potentialis inter duos polos batteriae.
Quomodo potest onus electricum in ambabus laminis conductoribus crescere? Aliis verbis, quid faciendum est ut iterum translatio electronum fiat? Translatio electronum fit tantum cum differentia potentialis electrici inter duos polos pilae maior est quam differentia potentialis electrici inter duas laminas conductores. Ut translatio electronum iterum fiat ita ut onus electricum in utraque lamina conductore augeatur, pila adhibita substituitur alia pila vel alia fonte tensionis quae maiorem differentiam potentialis electrici habet. Translatio electronum cessat cum differentia potentialis fontis tensionis aequalis est differentiae potentialis condensatoris, ergo si differentia potentialis fontis tensionis maior est, differentia potentialis condensatoris etiam maior est.
Ex supradictis recensionibus, concludi potest quo maior onus electricum in utraque lamina conductoria conditum sit, eo maior differentia potentialis electrici inter duas laminas conductorias. Ergo, onus electricum (Q) proportionale est differentiae potentialis electrici (V). Relatio inter onus electricum et differentiam potentialis electrici exprimitur sequenti proportionalitate:
QαV
Proportionalitas supradicta in aequationem convertitur addendo constantem proportionalitatis C:
Q = CV vel C = Q / V
Descriptio: Q = onus electricum (Coulomb), V = differentia potentialis electrici vel tensio electrica (Volt), C = constans proportionalitatis, quae capacitas condensatoris appellatur.
Valor capacitatis non a carica electrica et tensione pendet, sed a forma et magnitudine laminae conductoris. Demonstratio mathematica capacitatem a forma et magnitudine laminae conductoris pendere explicatur in articulo de generibus capacitorum secundum formam laminae conductoris, nempe... condensator laminarum parallelarum, condensator cylindricus et condensator sphaericusIn hoc articulo, inter duas partes conductorias vacuum esse assumitur.
Capacitas condensatoris etiam a proprietatibus materiae inter duas laminas conducentes pendet. Materia inter duas laminas conducentes appellatur dielectricusCapacitas condensatoris qui dielectricum habet fusius tractatur in articulo de constans dielectrica.
Unitas capacitatis
Unitas electricitatis est Coulomb et unitas differentiae potentialis electrici est Volt, ergo secundum aequationem capacitatis supra, unitas capacitatis est Coulomb per Volt (C/V), etiam Farad (F) appellatus, quod a nomine Michaelis Faraday (1791-1867), scientifici Britannici, derivatur. Ergo 1 Farad = 1 Coulomb/Volt.
Exempli gratia, capacitor valorem 2 Farad habet, id est, capacitor onus electricum +2 Coulomb in una lamina conductoria et -2 Coulomb in altera lamina conductoria continet, ubi duae laminae conductoriae differentiam potentialem 1 Volt habent. Si accumulator 12 Volt capacitori connectitur, una lamina conductoria onus electricum Q = CV = (2)(12 Volts) = +24 Coulomb habebit, dum altera lamina conductoria onus -24 Coulomb habebit.
Notandum est Faradum esse unitatem capacitatis permagnam, itaque plerumque unitas minor adhibetur, scilicet microFarad, abbreviatum ut μF (10-6 Farad) ad picoFarad abbreviatum pF (10-12 Faradium). Calculationes mathematicae ad demonstrandum Faradium unitatem esse permagnam tractantur in Exempla quaestionum de condensatoribus laminarum parallelarum.
