ظرفیت معیاری برای اندازه‌گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. باید گفت که ظرفیت خازن‌ها یک کمیت فیزیکی‌ست و به ساختمان خازن وابسته‌است و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد.

واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. ۱ فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می‌باشد. بنابراین استفاده از واحدهای کوچک‌تر نیز در خازنها مرسوم است. میکروفاراد (µF)، نانوفاراد (nF) و پیکوفاراد (pF) واحدهای کوچک‌تر فاراد هستند.

نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می‌شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن (C) گویند؛ که مقداری ثابت است.

C = k\varepsilon _0 \frac{A}{d}

در این رابطه:

  • C = ظرفیت خازن بر حسب فاراد
  • Q = بار ذخیره شده برحسب کولن
  • V = اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت
  • ε0 = قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با: 8.85 \times 10^{-12}  \frac{C^2}{N.m^2}
  • k (بدون یکا) = ثابت دی‌الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریباً برای هوا و خلأ 1=K است و برای محیطهای دیگر مانند شیشه و روغن ۱
  • A = سطح خازن بر حسب m^2
  • d =فاصله بین دو صفه خازن بر حسب متر(m)

چند نکته

  • آزمایش نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن به اندازه بار (q) و به اختلاف پتانسیل دو سر خازن (V) بستگی ندارد بلکه به نسبت q/v بستگی دارد.
  • بار الکتریکی ذخیره شده در خازن با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم دارد.
  • ظرفیت خازن با فاصله بین دو صفحه نسبت عکس دارد.
  • ظرفیت خازن با مساحت هر یک از صفحات و جنس دی‌الکتریک (K) نسبت مستقیم دارد.

 

 

 

به عبارت ساده انرژی ذخیزه شده در یک خازن یک فارادی ۲۲۰ ولتی میتواند یک مصرف کننده ۸۷۱۲۰۰۰۰ وات بر ساعت را به مدت یک ثانیه روشن کند .

\mbox{24200 W.s}
=\,\mathrm \frac{1}{2}
 {{1F \times 220V}^2 }


و یا انرژی ذخیزه شده در یک خازن یک فارادی ۱۲ ولتی میتواند یک مصرف کننده ۲۵۹۲۰۰ وات بر ساعت را به مدت یک ثانیه روشن کند .

\mbox{72 W.s}
=\,\mathrm \frac{1}{2}
 {{1F \times 12V}^2 }

 


فرمول : \mbox{W}
=\,\mathrm \frac{1}{2}
 {{CV}^2}=J

 

 

منبع : ویکی پدیا