Factori ce afecteaza capacitatea electrica

Factori ce afecteaza capacitatea electrica

Exista trei factori de baza in constructia condensatoarelor ce afecteaza valoarea capacitatii electrice astfel create. Toti acesti factori afecteaza valoarea fluxului de camp (diferenta relativa de electroni intre armaturi) dezvoltat intre armaturi pentru o anumita valoare a fortei campului electric.

Aria armaturilor

Toti ceilalti factori fiind egali, o arie mai mare a armaturilor se traduce printr-o capacitate mai mare a condensatorului; o arie mai mica inseamna o valoare mai mica a capacitatii. Explicatia consta in faptul ca o arie mai mare poate sustine un flux mai mare al campului (sarcina colectata pe armaturi) pentru o anumita valoare a fortei campului (tensiunea dintre armaturi).

Distanta dintre armaturi

Toti ceilalti factori fiind egali, o distanta mai mare intre armaturi se traduce printr-o capacitate mai mica a condensatorului; o distanta mai mica intre armaturi inseamna o capacitate mai mare. Explicatia consta in faptul ca o distanta mai mica duce la o forta mai mare a campului (tensiunea dintre armaturi impartita la distanta dintre ele), ce rezulta intr-un flux mai mare al campului (sarcina colectata pe armaturi), oricare ar fi valoarea tensiunii aplicate pe armaturi.

Materialul dielectric

Toti ceilalti factori fiind egali, o permitivitate mai mare a materialului dielectric se traduce printr-o capacitate mai mare a condensatorului; o valoarea mai mica a permitivitatii inseamna o capacitate mai mica. Desi explicatia este putin mai complicata, unele materiale ofera o opozitie mai mica fluxului pentru o anumita valoare a fortei campului electric. Materialele cu o permitivitate mai ridicata permit existenta unui flux mai mare (ofera mai putina opozitie), si prin urmare sarcina colectata pe armaturi poate fi mai mare, oricare ar fi valoarea fortei campului (tensiunea aplicata la bornele condensatorului).

In acest context, "relativ" se refera la permitivitatea materialului relativ la permitivitatea vidului. Cu cat numarul este mai mare, cu atat este mai mare permitivitatea materialului. Sticla, de exemplu, cu permitivitatea relativa 7, are de sapte ori permitivitatea vidului si va permite prin urmare stabilirea unul camp electric (flux) de sapte ori mai puternic decat este posibil in vid, toti ceilalti factori fiind egali.

Formula de calcul a capacitatii electrice a condensatorului

O valoare aproximativa pentru capacitatea unui condensator poate fi calculata cu urmatoarea formula:

unde,
C = capacitatea condensatorului (F)
ε = permitivitatea absoluta a dielectricului (F/m)
A = aria de suprapunere a armaturilor (m²)
d = distanta dintre armaturi (m)

Permitivitatile relative ale unor materiale uzuale

In urmatorul tabel sunt prezentate permitivitatile relative (cunoscuta si sub numele de constanta dielectrica) ale unor materiale obisnuite:

Material Permitivitatea relativa (constanta dielectrica)

Vid ----- ----- --------- ----- ---- 1.0000
Aer ----- ----- --------- ----- ---- 1.0006
PTFE, FEP ('Teflon') ----------- 2.0
Polipropilena ----- ----- -------- 2.20 - 2.28
Rasini ABS ----- ----- ----------- 2.4 - 3.2
Polistiren ----- ----- ----------- 2.45 to 4.0
Hartie ceruita ----- ----- ------- 2.5
Ulei de transformator ---------- 2.5 - 4
Cauciuc tare ----- ----- --------- 2.5 - 4.80
Lemn (stejar) ----- ----- -------- 3.3
Silicon ----- ----- -------------- 3.4 - 4.3
Bachelita ----- ----- ------------ 3.5 - 6.0
Cuart ----- ----- ---------------- 3.8
Lemn (Artar) ----- ----- --------- 4.4
Sticla ----- ----- --------------- 4.9 - 7.5
Ulei de castor ----- ----- ------- 5.0
Lemn (Mesteacan) ----- ----- ----- 5.2
Mica, Muscovit ----- ----- ------ 5.0 - 8.7
Mica, Sticla ----- ----- --------- 6.3 - 9.3
Portelan, Steatit ----- ----- ---- 6.5
Alumina ----- ----- -------------- 8.0 - 10.0
Apa distilata ----- ----- -------- 80.0
Titanat-Bariu-Strontiu --------- 7500

Condensatorul variabil

Dupa modul de construire al condensatorului acesta poate fi fix (discutat mai sus), sau poate fi variabil. Cel mai usor factor de exploatat in cazul celor variabile este aria armaturilor, sau mai bine spus, aria de suprapunere a lor.

Pe masura ce rotim axul, gradul de suprapunere al armaturilor variaza, afectand aria efectiva in care poate exista campul electric intre cele doua armaturi.