Što određuje kapacitet kondenzatora?
Kondenzator je namijenjen za privremeno skladištenje električne energije u obliku potencijalne energije podijeljene u prostoru na pozitivne i negativne električne naboje, odnosno u obliku električnog polja u prostoru između njih. Prema tome, električni kondenzator uključuje tri glavne komponente: dvije vodljive ploče, na kojima se nalaze odvojeni naboji u kondenzatoru naboja, i dielektrični sloj koji se nalazi između ploča.
Ploče kondenzatora, ovisno o vrsti ovog električnog proizvoda, mogu biti izrađene na različite načine, od jednostavnih aluminijskih ploča namotanih na rolu s papirnatim međuslojem, do kemijski oksidiranih ploča ili metaliziranog sloja dielektrika. U svakom slučaju, postoji sloj dielektrika i ploča između kojih je čvrsto fiksiran - to je u osnovi kondenzator.
Dielektrik može biti papir, tinjac, polipropilen, tantal ili drugi odgovarajući električni izolacijski materijal sa potrebnom dielektričnom konstantom i električnom čvrstoćom.
Kao što znate, energija električnih naboja razdvojenih u prostoru jednaka je umnošku količine naboja Q premještenog (s jednog tijela na drugo) i potencijalne razlike između nabijenih tijela U.
Dakle, energija odvojenih naboja na pločama kondenzatora ne ovisi samo o broju odvojenih naboja, već io parametrima njegovih ploča i dielektrika, budući da dielektrik, kada je polariziran, pohranjuje energiju u obliku električnog polja, čija jakost određuje razliku potencijala U između razdvojenih naboja koji se nalaze na pločama kondenzatora.
Jer razlika potencijala između naboja razdvojenih u prostoru ovisi o jakosti električnog polja i o udaljenosti između njih. Zapravo — na debljinu dielektrika između nabijenih ploča kada je u pitanju kondenzator.
U isto vrijeme, što je veće područje preklapanja ploča A i što je veća apsolutna (i relativna) dielektrična konstanta dielektrika - to se razdvojeni naboji koji se nalaze na pločama jače međusobno privlače - to više značajna njihova potencijalna energija — to će više rada biti potrebno izvoru EMF-a da napuni taj kondenzator.
Odvajanjem naboja u procesu prijenosa elektrona s jedne ploče na drugu, izvor EMF-a obavlja točno takav volumen rada na naboju kondenzatora, čija će količina biti identična energija nabijenog kondenzatora.
Uz ovaj diskontinuitet, energija nabijenog kondenzatora, osim količine naboja prenesene s ploče na ploču, (može biti različita) ovisit će o površini preklapanja ploča A, o udaljenosti između ploča d , i na apsolutnu dielektričnu konstantu dielektrika e.
Ovi određujući parametri konstrukcije određenog kondenzatora su konstantni, njihov agregatni omjer može se nazvati kapacitetom kondenzatora C. Tada možemo sa sigurnošću reći da kapacitet kondenzatora C ovisi o području preklapanja ploča A , o udaljenosti između njih d i dielektričnoj konstanti e.
Ovisnost kapacitivnosti o ovim parametrima vrlo je lako razumjeti ako uzmemo u obzir ravni kondenzator.
Što je veće područje preklapanja njegovih ploča, to je veći kapacitet kondenzatora, budući da naboji međusobno djeluju na većem području.
Što je manji razmak između ploča (zapravo, debljina dielektričnog sloja), to je veći kapacitet kondenzatora, jer se sila međudjelovanja naboja povećava kako se približavaju.
Kapacitivnost kondenzatora je veća što je dielektrična konstanta dielektrika između ploča veća, jer je jakost električnog polja između ploča veća.
Vidi također:Zašto se kondenzatori koriste u električnim krugovima? iKondenzatori i baterije - u čemu je razlika?