Mahtuvus

Suuruse nimi	Mahtuvus
Suuruse tähis	C
SI ühiku nimi	farad
SI ühiku tähis	F

Elektrimahtuvus (lühemalt mahtuvus) on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektrit juhtiva keha või kondensaatori võimet salvestada elektrilaengut. Mahtuvust mõõdetakse elektrilaenguna, mis tõstab keha potentsiaali või kondensaatori elektroodide potentsiaalide vahet (pinget) ühiku võrra:

$C={\frac {q}{U}}\,,$

kus C on mahtuvus, q on elektrilaeng ja U on pinge.

Üksiku keha (näiteks laetud sfääri) puhul tähistab q keha laengut ja U pinget keha pinna ning lõpmatuse vahel. Juhul kui vaadeldakse kaht laetud keha (näiteks kondensaatori elektroode), mis kannavad laenguid q ja ‒q, siis tähistab U pinget nende kehade vahel.

Mahtuvus ei sõltu pingest ega kehade laengust, see sõltub vaid kehade kujust ja mõõtmetest ning nendevahelise keskkonna dielektrilisest läbitavusest.

Mahtuvuse arvutusvalemeid

Liik	Mahtuvus	Joonis
Plaatkondensaator	$C=\varepsilon \cdot {\frac {A}{d}}$
Koaksiaalkaabel või silindriline kondensaator	$C=2\pi \varepsilon \,{\frac {l}{\ln \!\left({\frac {R_{2}}{R_{1}}}\right)}}$
Kerakondensaator	$C={\frac {4\pi \varepsilon }{\left({\frac {1}{R_{1}}}-{\frac {1}{R_{2}}}\right)}}$
Kera, kui R2 on lõpmatult suur	$C=4\pi \varepsilon \cdot R_{1}$
Paralleelsed silindrid	$C={\frac {\pi \varepsilon l}{\operatorname {arcosh} \left({\frac {d}{2R}}\right)}}$
Tasapinnaga rööbitine juhe	$C={\frac {2\pi \varepsilon l}{\operatorname {arcosh} \left({\frac {d}{R}}\right)}}$	d > R
Kaks kera raadiusega a	$C\approx 2\pi \varepsilon a(1+a/d)$	Kerade vahekaugus d on palju suurem kui raadius a
Kera raadiusega a	$C=4\pi \varepsilon a$
Ketas raadiusega a	$C=8\varepsilon a$

Valemitähiste selgitus: A – elektroodi pindala; d – elektroodide vahekaugus; l – elektroodi pikkus; R₁, R₂ – elektroodi raadius; dielektriku absoluutne dielektriline läbitavus $\varepsilon =\varepsilon _{0}\varepsilon _{\mathrm {r} }$, milles $\varepsilon _{0}$ on elektriline konstant ja $\varepsilon _{\mathrm {r} }$ dielektriku suhteline dielektriline läbitavus.

Vaata ka

• Kondensaator