Дефиниција капацитета кондензатора
Мала чаша може да садржи мало воде, док велика чаша може да садржи више воде. Што је већа запремина стакла, то више воде може да се садржи. Дакле, свака чаша има капацитет или величину способности да задржи воду. Као и стакло, кондензатори такође могу да складиште електрично наелектрисање и електричну потенцијалну енергију. Капацитет кондензатора за складиштење електричног наелектрисања и електричне потенцијалне енергије назива се капацитет.
Фактори који утичу на капацитет
Величину способности стакла да задржи воду одређена је запремином стакла. Шта је са кондензаторима, шта одређује величину способности кондензатора да складишти електрично наелектрисање?
Слика са стране приказује једноставан кондензатор који се састоји од двопроводних плоча раздвојених одређеним растојањем. Пре повезивања са извором напона, као што је батерија, две плоче нису електрично наелектрисане. Затим се једна од плоча повезује са позитивним полом батерије, а друга плоча са негативним полом батерије помоћу кабла.
Након повезивања са позитивним полом батерије, позитивно наелектрисање на батерији привлачи негативно наелектрисане електроне на плочу тако да се електрони померају ка позитивном полу батерије. Због тога плоче немају електроне (негативно наелектрисање) и имају вишак протона (позитивно наелектрисање), тако да плоче постају позитивно наелектрисане.
Након повезивања са негативним полом батерије, позитивно наелектрисање на плочи привлачи негативно наелектрисане електроне на негативном полу батерије, тако да се електрони крећу ка плочи. То доводи до преоптерећења плоче електронима, тако да плоча постаје негативно наелектрисана. Процес кретања електрона између плоча и батерија се зауставља након што је потенцијална разлика између две плоче једнака потенцијалној разлици између два пола батерије.
Како повећати електрично наелектрисање на обе проводне плоче? Другим речима, шта треба учинити да би се електрони пренели на и са позитивног пола батерије? Померање електрона се дешава само када је разлика електричног потенцијала између два пола батерије већа од разлике електричног потенцијала између два проводника. Да би се електрон поново померио тако да се електрично наелектрисање у свакој проводној плочи повећа, батерија која се користи се замењује другим извором напона који има већу разлику електричног потенцијала. Померање електрона се зауставља када је разлика потенцијала у извору напона једнака разлици потенцијала кондензатора. Стога, ако је разлика потенцијала у извору напона већа од , разлика потенцијала кондензатора је такође већа.
На основу горе наведеног прегледа, може се закључити да што је веће електрично наелектрисање ускладиштено у свакој проводној плочи, то је већа разлика електричног потенцијала између две проводне плоче. Дакле, електрично наелектрисање (Q) је пропорционално разлици електричног потенцијала (V). Однос између електричног наелектрисања и разлике електричног потенцијала је наведен у следећем поређењу:
QαV
Горе наведена поређења се претварају у једначине додавањем константе C:
Q = CV или C = Q / V
Q = електрично наелектрисање (Кулон), V = електрична разлика потенцијала или напон (Волт), C = константа која се назива капацитет кондензатора.
Вредност капацитивности не зависи од електричног наелектрисања и електричног напона, већ зависи од облика и величине проводне плоче. Математички доказ да капацитивност зависи од облика и величине проводне плоче објашњен је у теми о плочастом кондензатору. У теми се претпоставља да између два проводника постоји вакуум.
Капацитивност кондензатора такође зависи од природе материјала који се налази између две проводне плоче. Материјал који се налази између две проводне плоче назива се диелектрик. Капацитивност кондензатора који имају диелектрике детаљно је разматрана у теми диелектричних константи.
Јединица за капацитет
Јединица за електрично наелектрисање је Кулон, а јединица за разлику електричног потенцијала је волт, тако да се то заснива на горњој једначини капацитета. Јединица за капацитет је Кулон по волту (C/V), такође названа Фарад (F), што потиче од имена британског научника Мајкла Фарадеја (1791-1867). Дакле, 1 Фарад = 1 Кулон/волт.
Претпоставимо да кондензатор који има вредност од 2 Фарада значи да кондензатор складишти електрично наелектрисање од +2 кулона на једној од проводних плоча и -2 кулона на другој проводној плочи. Где две проводне плоче имају потенцијалну разлику од 1 волта. Ако је батерија од 12 волти повезана са кондензатором, једна од електрично наелектрисаних проводних плоча је Q = CV = (2) (12 волти) = +24 кулона, док је друга проводна плоча -24 кулона.
Молимо вас да имате у виду да је Фарад огромна јединица за капацитет, тако да се обично користи као мања јединица, наиме микрофарад, скраћено μF (10⁻⁶ Фарад ) или пикофарад, скраћено pF (10⁻¹² Фарад ). Математички прорачуни који показују да је Фарад џиновска јединица, размотрени су у теми о кондензатору са паралелним плочама.
