Ero sivun ”Kapasitanssi” versioiden välillä

[[Kansainvälinen yksikköjärjestelmä|SI-järjestelmä]]ssä kapasitanssin yksikkö on [[faradi]] (symboli F), joka on yksi [[coulombi]] [[voltti]]a kohti (C/V tai CV^-1), ja arvoltaan aina positiivinen. Koska faradi on suhteellisen suuri yksikkö, yleensä käytetään kondensaattorimerkinnöissä sen pienempiä kerrannaisyksiköitä: [[mikro]]faradia (''μF'') ja [[piko]]faradia (''pF''), jotka ovat faradin [[Miljoona|miljoonas]]- (10^-6) ja [[biljoona]]<nowiki/>sosa (10^-12).<ref name=":1">{{Kirjaviite|Tekijä=Serway, Raymond A.|Nimeke=Physics for scientists and engineers.|Vuosi=2010|Sivu=|Sivut=740-762|Julkaisupaikka=Belmont, CA|Julkaisija=Brooks/Cole, Cengage Learning|Tunniste=500920961|Isbn=9781439048443|www=https://www.worldcat.org/oclc/500920961}}</ref> [[Superkondensaattori|Superkondensaattorit]] kuitenkin voivat olla yli 1 F,<ref>{{Lehtiviite|Tekijä=Francesca Soavi, Luca Giacomo Bettini, Paolo Piseri, Paolo Milani, Carlo Santoro, Plamen Atanassov|Otsikko=Miniaturized supercapacitors: key materials and structures towards autonomous and sustainable devices and systems|Julkaisu=Journal of Power Sources|Ajankohta=2016|Numero=326|Sivut=717–725|Julkaisija=|Doi=10.1016/j.jpowsour.2016.04.131|www=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4997707/}}</ref><ref>{{Verkkoviite|osoite=https://web.archive.org/web/20170724074711/http://www.explainthatstuff.com:80/how-supercapacitors-work.html|nimeke=How do supercapacitors work? - Explain that Stuff|tekijä=|julkaisu=|ajankohta=2017-07-24|julkaisija=|arkisto=https://web.archive.org/web/20170724074711/http://www.explainthatstuff.com:80/how-supercapacitors-work.html|viitattu=2018-01-24}}</ref> jopa 30 000 F luokkaa.<ref>{{Verkkoviite|osoite=https://www.supercaptech.com/graphene-supercapacitors-2-8v-30000f-and-3v-12000f-made-in-china|nimeke=Graphene Supercapacitors 2.8V 30000F and 3V 12000F made in China - SupercapTech.com|tekijä=SupercapTech|julkaisu=www.supercaptech.com|ajankohta=|julkaisija=|arkisto=https://www.supercaptech.com/graphene-supercapacitors-2-8v-30000f-and-3v-12000f-made-in-china|viitattu=2018-01-24|ietf-kielikoodi=en}}</ref>

Jos kondensaattorissa jännite on niin suuri, että se ylittää eristeen [[Dielektrinen lujuus|läpilyöntikestävyyden]], tämä aiheuttaa [[Läpilyöntijännite|läpilyönnin]] ja voi rikkoa kondensaattorin.<ref name=":0" /> Muuten kondensaattorin jännitteestä tulee lähes yhtä suuri kuin sitä lataavan pariston jännitteestä: 9 V paristolla kondensaattori saa jännitteen ~9 V. Tässä tapauksessa elektrodien jännitteiksi voidaan merkitä 0 V ja 9 V tai vaikka -3 ja 6 V, kunhan jännite-ero on 9 V, sillä voltti on vertailukohdasta riippuva yksikkö.<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://amasci.com/miscon/voltage.html|nimeke=Electrical curriculum: What is Voltage?|tekijä=|julkaisu=amasci.com|ajankohta=|julkaisija=|arkisto=https://web.archive.org/web/*/http://amasci.com/miscon/voltage.html|lainaus=Volts are always measured along the flux lines of electric field, therefore voltage is always measured between two charged objects. If I start at the negative end of my flashlight battery, I can call that end "zero volts", and so the other end must be positive 1.5 volts. However, if I start at the POSITIVE end instead, then instead the positive battery terminal is zero volts, and the other terminal is negative 1.5 volts. Or, if I start half way between the battery terminals, then one terminal is -.75 volts, and the other terminal is +.75 volts. OK, what is the REAL voltage of the positive battery terminal? Is it actually zero, or actually +1.5, or is it +.75 volts? Nobody can say.|viitattu=2018-01-31}}</ref>

Tavallisesti kondensaattoria mallinnetaan yksinkertaistettuna levykondensaattorina, jossa on kaksi litteää [[johde|johtavaa]] [[pinta]]a, kuten metallilevyä, joiden välissä on ohut [[eriste]]. Kapasitanssi ei riipu levyjen tai muunmuotoistenkaan [[Elektrodi|elektrodien]] varauksista ±''Q'', ainoastaan niiden geometriasta, sillä kun elektrodit kytketään jännitelähteen napoihin, joiden välinen jännite-ero on ''U'', molemmat elektrodit saavat yhtä suuret vastakkaismerkkiset toisensa kumoavat varaukset <math>+Q' = \frac{U}{C}</math> ja <math>-Q'' = -\frac{U}{C}</math>.<ref name=":0" />[[Tiedosto:Capacitor schematic.svg|pienoiskuva|202x202px|Levykondensaattoreissa etäisyydellä ''d'' olevien ja pinta-alan ''A'' omaavien johdinlevyjen välissä on yleensä eriste. Kuvassa sen tilalla on esitetty [[sähkökenttä]] ''E'', joka on yksinkertaistetussa mallissa aina tasalaatuinen (homogeeninen).]]Levykondensaattorin kapasitanssi riippuu sen levyjen pinta-alasta ''A'', ([[Neliömetri|m²]]) levyjen välisestä etäisyydestä ''d'' ([[Metri|m]]) sekä niiden välissä olevan eristemateriaalin suhteellisesta [[permittiivisyys|permittiivisyydestä]] ''ε_r''. Yksinkertaistetussa mallissa levykondensaattorille, jonka levyjen välillä on eristettä, pätee<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/pplate.html|nimeke=Parallel Plate Capacitor|tekijä=|julkaisu=hyperphysics.phy-astr.gsu.edu|ajankohta=|julkaisija=|arkisto=https://web.archive.org/web/20170812002809/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/pplate.html|viitattu=2018-01-23}}</ref>

Hitaasti purkautuvasta ja suuren sähkövarauksen lähteestä kuten [[Paristo|paristosta]] voidaan varastoida pieni sähkövaraus kondensaattoriin, josta se voi purkautua paljon nopeammin. Tätä voidaan soveltaa mm. [[Defibrillaatio|defibrilaattoreissa]], kameroiden [[Salamalaite|salamavaloissa]], voimakkaissa pulssi[[Laser|lasereissa]],<ref name=":0" /> [[Raidetykki|raidetykeissä]],<ref>{{Lehtiviite|Tekijä=Stephan Hundertmark, Oliver Liebfried|Otsikko=Power Supply Options for a Naval Railgun|Julkaisu=arXiv:1709.05901 [physics]|Ajankohta=2017-09-18|www=http://arxiv.org/abs/1709.05901}}</ref> [[Etälamautin|etälamauttimissa]],<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&p=1&u=/netahtml/PTO/search-bool.html&r=1&f=G&l=50&co1=AND&d=PTXT&s1=6636412.PN.&OS=PN/6636412&RS=PN/6636412|nimeke=United States Patent: 6636412 - Hand-held stun gun for incapacitating a human target|tekijä=Patrick W. Smith|julkaisu=|ajankohta=|julkaisija=|arkisto=https://archive.is/20140819211449/http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&p=1&u=/netahtml/PTO/search-bool.html&r=1&f=G&l=50&co1=AND&d=PTXT&s1=6636412.PN.&OS=PN/6636412&RS=PN/6636412|viitattu=2018-01-23}}</ref> autojen jarrutusenergian keräämisjärjestelmissä<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://articles.sae.org/11845/|nimeke=Mazda introduces supercapacitor-type regenerative braking - SAE International|tekijä=|julkaisu=articles.sae.org|ajankohta=|julkaisija=|arkisto=https://web.archive.org/web/20170708032815/http://articles.sae.org/11845/|viitattu=2018-01-23}}</ref> ja sähköisissä kärpässieppareissa.<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://www.capacitorguide.com/energy-storage/|nimeke=Energy Storage » Capacitor Guide|tekijä=|julkaisu=|ajankohta=|julkaisija=|arkisto=https://web.archive.org/web/20170707080835/http://www.capacitorguide.com/energy-storage/|viitattu=2018-01-23|ietf-kielikoodi=en-US}}</ref> Monet [[Näppäimistö|näppäimistöt]] perustuvat levykapasitoreihin: näppäintä painettaessa levyt lähenevät ja havaitaan kapasitanssin muutos.<ref name=":0" /> Eristemateriaalin muutosta voidaan soveltaa joissain [[Kosteusmittari|kosteusmittareissa]], joissa [[Ilman kosteus|ilmankosteus]] muuttaa kondensaattorin permittiivisyyttä ja sitä kautta kapasitanssia.<ref>{{Verkkoviite|osoite=https://www.sensorsmag.com/components/choosing-a-humidity-sensor-a-review-three-technologies|nimeke=Choosing a Humidity Sensor: A Review of Three Technologies {{!}} Sensors Magazine|tekijä=|julkaisu=www.sensorsmag.com|ajankohta=|julkaisija=|arkisto=https://web.archive.org/web/20171108095343/https://www.sensorsmag.com/components/choosing-a-humidity-sensor-a-review-three-technologies|viitattu=2018-01-23|ietf-kielikoodi=en}}</ref> Kondensaattoreita käytetään myös keskeisinä osina syöttämään virtaa [[Transistori|transistoreille]] tietokoneiden [[DRAM]]-[[Muistipiiri|muisteissa]].<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=Keeth, Brent, 1960-|Nimeke=Dram circuit design : fundamental and high-speed topics|Vuosi=2008|Julkaisupaikka=Piscataway, N.J.|Julkaisija=IEEE|Tunniste=187916859|Isbn=9780470184752|www=https://www.worldcat.org/oclc/187916859}}</ref>