ظرفیت خازنی

در فیزیک، ظرفیت خازنی الگو:به انگلیسی به توانایی ذخیره سازی بار الکتریکی گفته می‌شود. ساده‌ترین نوع خازن، خازنی با دو صفحه موازی است. در خازن صفحه‌ای، ظرفیت با مساحت صفحه (A) رابطهٔ مستقیم، و با فاصله دو صفحه (d)، رابطهٔ وارون دارد. اگر بار الکتریکی روی صفحه‌ها را با Q+ و Q- و ولتاژ میان دو صفحه را با V نشان دهیم:

$C=\frac{Q}{V}$

در سیستم SI، یکای ظرفیت، فاراد است و هر فاراد، ۱ کولن بر ولت است.

انرژی اندوخته در خازن، با مقدار کار برای باردار کردن آن برابر است. با در نظر گرفتن ظرفیت C و بار q+ در یک صفحه و بار q- در دیگری، اگر بار الکتریکی از یک صفحه بر خلاف جهت پتانسیل به سمت صفحه دیگر حرکت کند طبق V=q/C، تغییر کار (dW) برابرست با:

$\mathrm{d}W=\frac{q}{C}\mathrm{d}q$

که:

W مقدار کار بر حسب ژول است

q اندازه بار بر حسب کولن است

C ظرفیت بر حسب فاراد است.

انرژی اندوخته در خازن با استفاده از یک معادله انتگرالی بدست می‌آید. کار (W) برای باردار کردن خازن بدون بار (q = ۰) که در آن بارهای Q+ و Q- روی دو صفحه ذخیره شوند، از معادله زیر بدست می‌آید:

$W_{\text{charging}}=\underset{0}{\overset{Q}{\int }}\frac{q}{C}\mathrm{d}q=\frac{1}{2}\frac{Q^2}{C}=\frac{1}{2}C{V}^2=W_{\text{stored}}.$