Az elektromos kapacitás vagy röviden kapacitás a kondenzátort, a több kondenzátorból álló kétpólust, illetve a magában álló, környezetétől elszigetelt elektromos vezetőt jellemző fizikai mennyiség. Jele a latin capacitas (befogadóképesség, tárolóképesség) alapján C. A kapacitás SI-mértékegysége a farad (F).

Kondenzátor kapacitása

A kondenzátor két vezetőből, és a köztük elhelyezkedő szigetelőből álló elektromos alkatrész. A két vezetőt fegyverzetnek nevezik. Az egyik fegyverzeten található töltésmennyiség és a fegyverzetek közötti feszültség hányadosával meghatározott fizikai mennyiséget a kondenzátor kapacitásának nevezzük. Képlettel:

${\displaystyle C={\frac {Q}{U}}}$.

A kondenzátor kapacitása függ a fegyverzetek méreteitől, azok egymáshoz viszonyított helyzetétől és távolságától, továbbá a fegyverzeteket körülvevő (egyszerűbb esetekben a fegyverzetek között található) szigetelőanyag (dielektrikum) permittivitásától.

Több kondenzátorból álló kétpólus kapacitása

A kétpólus olyan elektromos áramkör, amelynek két kivezetése (csatlakozópontja) van. Több kondenzátorból álló kétpólus esetén az egyik kivezetésén található töltésmennyiség és a két kivezetés közti feszültség hányadosával meghatározott fizikai mennyiséget a kétpólus kapacitásának nevezzük. Képlettel:

${\displaystyle C={\frac {Q}{U}}}$.

Magában álló, környezetétől elszigetelt vezető kapacitása

A kapacitás egy magában álló, környezetétől elszigetelt vezető esetén is hasonlóan értelmezhető, mint a kondenzátor kapacitása. Ilyenkor úgy tekintjük, hogy a vizsgált vezető az egyik fegyverzet, a másik pedig ettől végtelen távol van, és így a feszültség szerepét a végtelen távoli ponthoz viszonyított feszültség, azaz a potenciál veszi át. Ennek megfelelően: A magában álló, környezetétől elszigetelt vezető esetén a vezetőn levő töltésmennyiség és a potenciál hányadosaként értelmezett fizikai mennyiséget a vezető kapacitásának nevezzük. Képlettel:

${\displaystyle C={\frac {Q}{U}}}$.

A magában álló, környezetétől elszigetelt vezető kapacitása függ a méreteitől, továbbá a vezetőt körülvevő szigetelőanyag (dielektrikum) permittivitásától.

A kapacitás mértékegységei

A kapacitás SI-mértékegysége a farad (ejtsd: farád), jele: F. Az elnevezés Michael Faraday angol fizikus nevéből származik. A kapacitás definíciójából adódóan:

${\displaystyle ={ \over }={{\mbox{C}} \over {\mbox{V}}}={\mbox{F}}}$.

A farad az SI-alapegységekkel kifejezve:

${\displaystyle \mathrm {F} =\mathrm {m} ^{-2}\cdot \mathrm {kg} ^{-1}\cdot \mathrm {s} ^{4}\cdot \mathrm {A} ^{2}}$.

A kapacitás további, a gyakorlatban használt SI-egységei a mikrofarad, a nanofarad és pikofarad. Az SI-ben használt prefixumok értékeinek megfelelően:

Azt, hogy a farad a gyakorlatban túlzottan nagynak bizonyult, jól szemlélteti, hogy a 6371 km sugarú vezető gömbnek tekinthető Föld kapacitása is csupán 708 µF.

A kapacitás CGS-mértékegysége a centiméter. A centiméter és a farad (illetve a pikofarad) közti kapcsolat:

1 cm ≈ 1,11·10⁻¹² F,

azaz

1 cm ≈ 1,11 pF.

Definíció szerint pontosan C = 1 cm a kapacitása egy vákuumban elhelyezkedő R = 1 cm sugarú fémgömbnek, az {R} cm sugarú gömb kapacitása pedig {R} cm. (Itt az {R} jelölés az R sugár centiméterben megadott értékének a mérőszámát jelenti.)

Néhány egyszerű rendszer kapacitása

Típus	Képlet	Magyarázat
Síkkondenzátor	${\displaystyle C=\varepsilon \cdot {\frac {A}{d}}}$
Körlap	${\displaystyle 8\cdot \varepsilon \cdot R}$
Gömb	${\displaystyle C=4\cdot \pi \cdot \varepsilon \cdot R}$
Gömbkondenzátor	${\displaystyle C={\frac {4\cdot \pi \cdot \varepsilon }{{\frac {1}{R_{1}}}-{\frac {1}{R_{2}}}}}}$
Hengerkondenzátor (koaxiális kábel)	${\displaystyle C=2\cdot \pi \cdot \varepsilon \cdot {\frac {l}{\ln \!\left({\frac {R_{2}}{R_{1}}}\right)}}}$
Két párhuzamos vezeték	${\displaystyle C={\frac {\pi \cdot \varepsilon \cdot l}{\operatorname {arcosh} \left({\frac {d}{2\cdot R}}\right)}}}$
Síkkal párhuzamos vezeték	${\displaystyle C={\frac {2\cdot \pi \cdot \varepsilon \cdot l}{\operatorname {arcosh} \left({\frac {d}{R}}\right)}}}$
Két gömb, egyenlő sugáral	${\displaystyle C=2\cdot \pi \cdot \varepsilon \cdot R\cdot \sum _{n=1}^{\infty }{\frac {\sinh \left(\ln \left(D+{\sqrt {D^{2}-1}}\right)\right)}{\sinh \left(n\ln \left(D+{\sqrt {D^{2}-1}}\right)\right)}}=}$ ${\displaystyle =2\cdot \pi \cdot \varepsilon \cdot R\cdot \left\{1+{\frac {1}{2\cdot D}}+{\frac {1}{4\cdot D^{2}}}+{\frac {1}{8\cdot D^{3}}}+{\frac {1}{8\cdot D^{4}}}+{\frac {3}{32\cdot D^{5}}}+{\mathcal {O}}\left({\frac {1}{D^{6}}}\right)\right\}=}$ ${\displaystyle =2\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}\cdot <!--\; \cdot \; -->\mathrm{\epsilon <!--\; \epsilon \; -->}\cdot <!--\; \cdot \; -->R\cdot <!--\; \cdot \; -->\{\ln <!--\; \; -->2+\mathrm{\gamma <!--\; \gamma \; -->}-<!--\; -\; -->\frac{1}{2}\ln <!--\; \; -->\left(2\cdot <!--\; \cdot \; -->D-<!--\; -\; -->2\right)+}$Információ forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Elektromos_kapacitás A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.  Source: Elektromos_kapacitás Navigáció: Villamosságtan > Elektromos ellenállás Elektronika Elektrotechnika Hídkapcsolások Villamosságtan Kapcsolódó kifejezések: Áramgenerátor Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme Egyenáram Egyenáram mérése Egyenirányítós lengőtekercses műszer Elektromágnes (fizika) Elektromos feszültség Elektromos térerősség Fáziseltolódás Fázismutató Fajlagos ellenállás Feszültséggenerátor Feszültségváltó Forgó mágneses tér Háromfázisú hálózat Hőelektromosság Hatásos ellenállás Illeszkedési mátrix Impedancia Indukciós műszer Körmátrix Közös módusú elnyomás Kalciumfény Kif hálózat Lágyvas Látszólagos ellenállás Lineáris üzemű tápegység Műveleti erősítő Manganin Meddő ellenállás Meddő teljesítmény mérése Millman-tétel Norton-tétel Ohm törvénye Piezoelektromosság Piroelektromosság Potenciométer Replusz Rezgőkör Seebeck-effektus Szuperpozíció (elektronika) Thévenin-tétel Váltakozó áram Váltakozó áram mérése Villamosságtan Villamos fogyasztásmérő Wien-hidas oszcillátor Zener-effektus A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket. Electronica.hu © 2024. All rights reserved.