Kapasitans
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Kapasitans er en fysisk-elektrisk egenskap for to nærliggende, isolerte elektriske ledere. Egenskapen kapasitans fører til at det må tilføres elektrisk energi for å legge en potensialforskjell (spenning) mellom lederne.
Energien inneholdes i et elektrisk felt som oppstår mellom lederne. Feltet er ikke avhengig av stoff (materie) mellom lederne, men oppstår også i et vakuum. Stoffer forandrer likevelt feltets egenskaper til en viss grad.
Egenskapen kapasitans utnyttes primært i elektriske komponenter som kalles kondensatorer. I en kondensator legges lederne nære hverandre og de har et delles areal.
Mengden av energi som må tilføres for å øke spenningen mellom lederne beskriver kapasitansens størrelse, kapasiteten. Denne måles i F, farad, en avledet SI-enhet som har symbolet C. Farad er oppkalt etter den engelske fysikeren Michael Faraday (1791 til 25. august 1867).
Energien i feltet holdes av en elektrisk ladning, som tilsvarer et antall elektroner. Den ene lederen har et overskudd og den andre et underskudd av elektroner. Ladningen måles i As (ampere-sekunder) og har symbolet Q.
Matematisk er sammenhengen mellom kapasitet, ladning og spenning gitt av:
Det elektriske feltet mellom lederne oppstår på grunn av spenningsdifferansen og har en feltstyrke gitt av spenningen og avstanden mellom lederne. Feltstyrken måles i V/m.
F er en meget stor enhet. Et SI-prefiks benyttes så godt som alltid for kapasitetsangivelse, med μ som den normalt største benyttede enhet. Man oppgir kapasiteten på en stor kondensator som 47 000 μF i stedet for den mere nærliggende betegnelsen 47 mF. Prefikser ned til pico, som i pF, benyttes. 1 pF er den minste komponentverdien i bruk, 10 F eller så den største.
Kapasiteten bestemmes fysisk av platenes areal A i m2, avstanden mellom dem d i m og permittiviteten ε (-) til stoffet mellom platene og vacuumets permittivitet ε0 i F/m. Se kondensator (elektrisk) for utdypelse.
hvor A >> d2.
er vakuumets permittivitet (F/m)
er dieklektrikumets permittivitet (ubenevnt)- A er det felles arealet (m2)
- d er avstanden mellom platene (m)
