Elektrische capaciteit

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Principe van elektrische capaciteit

Elektrische capaciteit is een elektrische eigenschap in de zin van vermogen tot opslaan van elektrische lading zoals in een condensator. Capaciteit wordt uitgedrukt in farad. In de praktijk zijn bij zwakstroomelektronica daarvan afgeleide eenheden gangbaar: millifarad (mF) microfarad (μF) en nanofarad (nF).

Condensator[bewerken]

Een condensator bestaande uit twee geleiders, met respectievelijke lading en , waarover een potentiaalverschil staat, heeft een capaciteit

Arbeid[bewerken]

De arbeid die nodig is om een condensator met capaciteit op te laden tot een spanning , is

Deze arbeid is gelijk aan de energie die opgeslagen wordt in de condensator.

Geometrie[bewerken]

De capaciteit van een condensator is afhankelijk van zijn geometrie en van de elektrische eigenschappen van het diëlektricum. De capaciteit neemt toe met de oppervlakte van de geleiders en af met de afstand daartussen.

Vlakke condensator[bewerken]

Een condensator bestaande uit twee vlakke platen met oppervlakte (m2) op een onderlinge afstand (m) en gescheiden door een vacuüm heeft (bij verwaarlozing van de randeffecten) een capaciteit

(farad)

Hierin is

de elektrische veldconstante.

Het volume is zodat de energiedichtheid gegeven wordt door:

,

met de elektrische veldsterkte tussen de platen.

Bolvormige condensator[bewerken]

De capaciteit van een condensator bestaande uit twee concentrische sferen met stralen en wordt gegeven door

Cilindervormige condensator[bewerken]

De capaciteit van een condensator bestaande uit twee concentrische cilinders met stralen en , en lengte wordt gegeven door

Diëlektricum[bewerken]

Wanneer tussen de geleiders geen vacuüm is, moet in de formules de constante vervangen worden door , waarin de relatieve diëlektrische constante is van het diëlektricum. Deze dimensieloze grootheid is voor alle materialen groter dan 1. Bij eenzelfde geometrie van resulteert de aanwezigheid van een diëlektricum tussen de geleiders dus in een grotere capaciteit. Voor vacuüm geldt .