Mahtuvus

Allikas: Vikipeedia
Suuruse nimi Mahtuvus
Suuruse tähis C
SI ühiku nimi farad
SI ühiku tähis F

Elektrimahtuvus (lühemalt mahtuvus) on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektrit juhtiva keha või kondensaatori võimet salvestada elektrilaengut. Mahtuvust mõõdetakse elektrilaenguna, mis tõstab keha potentsiaali või kondensaatori elektroodide potentsiaalide vahet (pinget) ühiku võrra:

C = \frac{q}{U} \, ,

kus C on mahtuvus, q on elektrilaeng ja U on pinge.

Üksiku keha (näiteks laetud sfääri) puhul tähistab q keha laengut ja U pinget keha pinna ning lõpmatuse vahel. Juhul kui vaadeldakse kaht laetud keha (näiteks kondensaatori elektroode), mis kannavad laenguid q ja ‒q, siis tähistab U pinget nende kehade vahel.

Mahtuvus ei sõltu pingest ega kehade laengust, see sõltub vaid kehade kujust ja mõõtmetest ning nendevahelise keskkonna dielektrilisest läbitavusest.

Mahtuvuse arvutusvalemeid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Liik Mahtuvus Joonis
Plaatkondensaator C = \varepsilon \cdot \frac{A}{d} Plate CapacitorII.svg
Koaksiaalkaabel või
silindriline kondensaator
C=2\pi \varepsilon \, \frac{l}{\ln\!\left(\frac{R_2}{R_1}\right)} Cylindrical CapacitorII.svg
Kerakondensaator C= \frac{4 \pi \varepsilon}{\left( \frac{1}{R_1}-\frac{1}{R_2}\right)} Spherical Capacitor.svg
Kera, kui R2 on
lõpmatult suur
C = 4 \pi \varepsilon \cdot R_1
Paralleelsed silindrid C = \frac{\pi \varepsilon l}{\operatorname{arcosh}\left(\frac{d}{2R}\right)} Lecher-Leitung.svg
Tasapinnaga rööbitine juhe C = \frac{2\pi \varepsilon l}{\operatorname{arcosh}\left( \frac{d}{R}\right) } Cylindrical wire parallel to wall.svg
d > R
Kaks kera raadiusega a C \approx 2\pi \varepsilon a (1 + a/d) Two Spherical Capacitance.svg

Kerade vahekaugus d on palju suurem kui raadius a

Kera raadiusega a C = 4\pi \varepsilon a
Ketas raadiusega a C = 8 \varepsilon a

Valemitähiste selgitus: A – elektroodi pindala; d – elektroodide vahekaugus; l – elektroodi pikkus; R1, R2 – elektroodi raadius; dielektriku absoluutne dielektriline läbitavus \varepsilon = \varepsilon_0 \varepsilon_\mathrm{r}, milles \varepsilon_0 on elektriline konstant ja \varepsilon_\mathrm{r} dielektriku suhteline dielektriline läbitavus.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]