Elektrische Kapazität

Ein Kondensator kann elektrische Ladungen nicht unbegrenzt speichern, sondern bei vorgegebener Spannung auf seinen Kondensatorplatten stets nur eine gewisse Anzahl von Ladungsträgern aufnehmen. Die elektrische Kapazität kennzeichnet die Fähigkeit eines Kondensators, Ladungen zu speichern.

Formelzeichen:C
Einheit:ein Farad (1 F = 1 As/V)

Die Zahlenwerte für technisch genutzte Kondensatoren sind im Allgemeinen recht klein und liegen in der Größenordnung Nanofarad (nF), Mikrofarad (μF) oder höchstens Millifarad (mF).

Die Berechnung der Kapazität

Für Berechnungen von Kondensatorkapazitäten stehen verschiedene Möglichkeiten zur Wahl. Kennt man die auf den Platten gespeicherte Ladung und die Spannung zwischen den Kondensatorplatten, dann verwendet man die Definitionsgleichung der Kapazität.
Die Definitionsgleichung der elektrischen Kapazität lautet:

C = Q U

Die Kapazität eines Kondensators ist der Quotient aus der Ladung Q, die auf den Kondensatorplatten gespeichert ist und der Spannung U zwischen den Platten.

In der Elektrotechnik ist es erforderlich, die Kapazität eines Plattenkondensators aufgrund seiner konstruktiven Merkmale vorauszubestimmen, ohne Ladungs- und Spannungsmessungen an ihm vorgenommen zu haben. Dieses Problem löst man mithilfe der Gleichung:

C = ε 0 ε r A d

( ε 0 : elektrische Feldkonstante, ε r : Dielektrizitätskonstante, A: Fläche einer Kondensatorplatte, d: Abstand zwischen den Kondensatorplatten)

Anhand dieser Gleichung erkennt man eine wichtige Möglichkeit zur Kapazitätssteigerung von Kondensatoren. Man füllt den Raum zwischen den Kondensatorplatten mit einem Stoff, der eine möglichst hohe Dielektrizitätskonstante besitzt. Auf diese Weise kann man Kondensatoren mit höherer Kapazität bei technisch vertretbaren Abmessungen konstruieren. Je nach Kondensatortyp existieren weitere Berechnungsgleichungen für die Kapazität, z.B. für die häufig genutzten Kugelkondensatoren.

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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