Was ist Kapazität?

Was ist Kapazität?

Die Kapazität ist eine grundlegende Eigenschaft, die die Fähigkeit von Elementen in einem Stromkreis beschreibt, elektrische Ladung zu speichern. Sie ist eine Eigenschaft von Kondensatoren, die aus zwei leitenden Elementen bestehen, die durch ein isolierendes Material getrennt sind. Wenn ein differentielles Potenzial an die Leiter angelegt wird, akkumulieren sich Ladungen über ihnen, und die Menge der gespeicherten Ladung wird in der Kapazität gemessen.

Die Quantifizierung der Kapazität erfolgt mit der Formel C = q/V, wobei C für die Kapazität, q für die gespeicherte Ladung und V für die Spannung an den Leitern steht. Diese Formel besagt, dass die Kapazität direkt proportional zur Menge der gespeicherten Ladung und umgekehrt proportional zur Spannung ist.

Neben absichtlichen Kondensatoren können auch parasitäre Kapazitäten zwischen den Elementen einer Schaltung vorhanden sein. Parasitäre Kapazität tritt auf, wenn sich Elemente in einer Schaltung ungewollt wie Kondensatoren verhalten, obwohl sie nicht als solche ausgelegt sind. Dieses Phänomen tritt auf, wenn sich die Elemente in unmittelbarer Nähe befinden und die Kriterien für die Ladungsbildung erfüllen.

Parasitäre Kapazitäten können zwischen verschiedenen Elementen in einer Schaltung entstehen, z. B. zwischen Leitern, Kontaktflächen, einem Leiter und einer angrenzenden Massefläche oder zwei beliebigen Elementen, die die Voraussetzungen für eine Ladungsakkumulation erfüllen. Die Wahrscheinlichkeit einer parasitären Kapazität ist am größten, wenn die Teile einer Schaltung eng beieinander liegen und unterschiedliche Spannungspegel aufweisen.

Die Beziehung zwischen parasitärer Kapazität und Leitern wird durch die Fläche und den Abstand zwischen ihnen bestimmt. Zur Berechnung der Kapazität zwischen zwei Leitern wird die Gleichung C = (Ɛ×a) / d verwendet, wobei Ɛ für die Dielektrizitätskonstante des Isolators zwischen den Leitern, a für die Überlappungsfläche zwischen den Leitern und d für den Abstand zwischen ihnen steht.