Kaksi johtinta, jotka on eristetty toisistaan ja sijoitettu lähelle toisiaan, muodostavat kondensaattorin.
Kondensaattorin muodostaviin johtimiin varataan sama suuruus ja vastakkaiset varaukset.
Käytännössä laajalle levinnyt on tasainenkondensaattorin, joka koostuu kahdesta tasaisesta yhdensuuntaisesta metallilevystä, jotka on erotettu dielektrisellä kerroksella. Levyjen välinen etäisyys on pieni verrattuna niiden kokoon. Kondensaattorilevyjä kutsutaan kondensaattorilevyiksi.
Levyjen lataaminen vastakkainlataamalla, voit kytkeä ne sähkökoneen napoihin. Sitten negatiivinen varaus siirtyy yhdelle levylle ja positiivinen varaus toiselle.
Voit kytkeä yhden levyistä koneen napaan,maadoita toinen; sitten toiselle levylle induktiolla ilmestyy varaus, joka on identtinen suuruudeltaan ja vastakkaisella merkillä ensimmäisen levyn varaukseen. Jos levy A on positiivisesti varautunut, niin levy B on negatiivisesti varautunut induktiolla; levyn B positiivinen varaus neutraloidaan elektroneilla, jotka virtaavat levylle maasta, mikä on niiden käytännöllisesti ehtymätön lähde. Negatiivinen varaus B, joka kiinnitetään positiivisesti varautuneeseen levyyn A, sijoitetaan levyn A sisäpinnalle.
Jos levy A on negatiivisesti varautunut, niin levyn B vapaat elektronit hylätään levyltä A ja menevät maahan, kun taas levy B on positiivisesti varautunut.
Molemmissa tapauksissa varaukset keskittyvät vain toisiinsa päin oleviin pintoihin A ja B.
Latausten puuttuminen ulkopinnoista antaakyky siirtää varaukset kokonaan kondensaattoriin levyjen ulkopintojen kautta. Kondensaattorin varaus määräytyy yhden sen levyjen varauksen perusteella, koska yhtä suuri varaus tapahtuu toisella induktiolla.
Yhdistämme yhden kondensaattorilevyn tankoonsähkömittari, ja toinen levy ja elektrometrin runko on maadoitettu. Koepalloa käyttämällä siirrämme varauksen kondensaattorille peräkkäin yhtä suureina osina. Huomaa, että kun varausta kasvatetaan 2, 3, 4 tai enemmän, vastaavasti 2, 3, 4 tai enemmän, kondensaattorin potentiaaliero kasvaa.
Tämä arvo, joka mitataan kondensaattorin varauksen suhteella sen levyjen (tai levyjen) potentiaalieroon, on kondensaattorin kapasitanssi.
Jos merkitset sen kirjaimella C, voit kirjoittaa:
C = q / (ϕ1 - ϕ2).
Kondensaattorin sähkökenttä on käytännössä keskittynyt sen sisällä olevien levyjen väliin, joten sitä ympäröivät rungot eivät vaikuta kondensaattorin kapasitanssiin.
Tehdään kokeilu. Ota tasainen kondensaattori, joka koostuu kahdesta metallilevystä A ja B, asennettuna eristeisiin.
Liitä levy A sähkömittariin, mutta levyMaahan. Lataamme levyä A, sähkömittari havaitsee samalla kondensaattorin tietyn potentiaaliero. Jos tuomme levyn B lähemmäksi A: ta, voidaan nähdä, että levyjen potentiaaliero pienenee.
Kondensaattorilevyjen potentiaalieron pienentyminen jatkuvalla varauksella siihen osoittaa sen kapasiteetin lisääntymisen.
Täten litteän kondensaattorin kapasitanssi on sitä suurempi, mitä pienempi etäisyys levyjen välillä tai sitä pienempi levyjen väliin suljetun dielektrisen paksuus.
Liukuva levy B suhteessa levyyn A ylöspäinja alaspäin, me muutamme levyjen pinta-alaa, jotka ovat päällekkäin toistensa kanssa. Tarkkailemalla elektrometrin lukemia voidaan todeta, että mitä suurempi kondensaattorin keskenään limittyvien levyjen pinta-ala on, sitä suurempi on sen kapasiteetti. Mitä suurempi kondensaattorilevyjen pinta-ala, sitä suurempi varaus voidaan keskittää niihin annetussa potentiaalien yhtäläisyydessä.
Tehdään vielä yksi koe. Tätä varten asetamme kondensaattorin A ja B levyt millä tahansa etäisyydellä toisistaan ja lataamme levyn A.
Panemme merkille potentiaalieron arvon, kundielektrisen rooli on ilma. Nyt asetamme levyjen väliin lasilevyn tai muun dielektrisen; näemme, että potentiaaliero pienenee. Sen nostamiseksi edelliselle tasolle on tarpeen lisätä lataus levyyn A. Tästä seuraa, että kondensaattorin levyjen välisen ilmakerroksen korvaaminen muilla dielektrisillä elementeillä lisää sen kapasiteettia.
Olkoon C₀ kondensaattorin kapasitanssi, kun sen levyjen välillä on tyhjyyttä tai ilmaa, ja C on sen kapasitanssi dielektristä käyttämällä.
Erottamalla C ja C₀, löydämme dielektrisen die: n dielektrisyysvakion:
ԑ = C / C₀.
Siten mitä suurempi dielektrisen erotusvakio on, sitä suurempi kondensaattorin sähkökapasitanssi on.
