Lehekülje Mahtuvus lähteteksti vaatamine

{|class="wikitable" style="float: right"
|-
| [[Füüsikaline suurus|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 [[kondensaator]]i võimet salvestada [[elektrilaeng]]ut. Mahtuvuse tähis on <math>C</math> ([[ladina keel]]e sõnast ''capacitas'', mahutavus) ja [[mõõtühik]] [[farad]] (inglise füüsiku [[Michael Faraday]] järgi). 

Mahtuvust mõõdetakse elektrilaenguga <math>q</math>, mis tõstab keha [[elektrivälja potentsiaal|potentsiaali]] <math>\varphi</math> või kondensaatori [[elektrood]]ide (plaatide) vahelist [[elektripinge |pinget]] <math>U</math> ühe ühiku ([[volt |voldi]]) võrra:
:<math>C = \frac{q}{\varphi}\,</math> või <math>\,C = \frac{q}{U},</math>
kus
: <math>C</math> on mahtuvus [[farad]]ites (F);
: <math>q</math> on laeng [[kulon]]ites (C);
: <math>\varphi</math> on juhtiva keha potentsiaal [[volt]]ides (V) lõpmatuse  suhtes (selle potentsiaal loetakse üldiselt nulliks);
: <math>U</math> on pinge [[volt]]ides (V) kondensaatori elektroodide vahel, mis kannavad laenguid <math>q</math> ja <math>-q</math>.

Kuigi mahtuvus on igal füüsikalisel kehal või süsteemil, millesse  elektrilaeng võib salvestuda, siis praktikas on see mõiste enamasti kasutusel kondensaatori tunnussuurusena.

== Kondensaatorisse salvestatud energia ==
Kondensaatorisse salvestatud [[energia]] on võrdne [[töö (füüsika) |tööga]], mis on vajalik laengu viimiseks laadimisallikast kondensaatori elektroodidele:
: <math> W = \frac{CU^2}{2},</math>
kus
:<math>W</math> on energia [[džaul]]ides (J);
: <math>C</math>  on mahtuvus [[farad]]ites (F).
:<math>U</math> on pinge kondensaatori elektroodide vahel voltides (V).

Näiteks [[superkondensaator]]isse 100 F, 3 V salvestub energia
:<math>W =  \frac{100 \cdot 3^2}{2} = 450 \; \text {J} = 0,000125 \; \text {kWh}.</math>

Pinge laetud kondensaatoril on niisama suur kui laadimisallikal

== Mahtuvuse arvutusvalemeid ==
Mahtuvus ise ei sõltu pingest ega laengust, see sõltub vaid kondensaatori elektroodide  kujust, mõõtmetest ja vastastikusest asetusest ning nendevahelise keskkonna [[dielektriline läbitavus |dielektrilisest läbitavusest]].
{| class="wikitable" style="margin:auto" 
|-style="background-color:#ABCDEF" 
! Liik
! Mahtuvus
! width="200" | Joonis
|-
|Plaatkondensaator || bgcolor="#FFFFFF" | <math>C = \varepsilon \cdot \frac{A}{d}</math>
| align="center" | [[Pilt:Plate_CapacitorII.svg| |155px]]
|-
|[[Koaksiaalkaabel]] või<br/>silindriline kondensaator || bgcolor="#FFFFFF" | <math>C=2\pi \varepsilon \, \frac{l}{\ln\!\left(\frac{R_2}{R_1}\right)}</math> 
| align="center" | [[Pilt:Cylindrical_CapacitorII.svg| |160px]]
|-
|Kerakondensaator || bgcolor="#FFFFFF" | <math>C= \frac{4 \pi \varepsilon}{\left( \frac{1}{R_1}-\frac{1}{R_2}\right)}</math> 
| align="center" rowspan="2" | [[Pilt:Spherical_Capacitor.svg| |100px]]
|-
|[[Kera]], kui ''R''<sub>2</sub> on <br/> lõpmatult suur || bgcolor="#FFFFFF" | <math>C = 4 \pi \varepsilon \cdot R_1</math> 
|-
|Paralleelsed silindrid || bgcolor="#FFFFFF" | <math>C = \frac{\pi \varepsilon l}{\operatorname{arcosh}\left(\frac{d}{2R}\right)}</math> 
| align="center" | [[Pilt:Lecher-Leitung.svg| |160px]]
|- 
|Tasapinnaga rööbitine juhe || bgcolor="#FFFFFF" | <math>C = \frac{2\pi \varepsilon l}{\operatorname{arcosh}\left( \frac{d}{R}\right) }</math>
| align="center" | [[Pilt:Cylindrical_wire_parallel_to_wall.svg| |160px]] <br/> ''d'' &gt; ''R'' 
|-
| Kaks kera raadiusega ''a'' || bgcolor="#FFFFFF" | <math>C \approx 2\pi \varepsilon a (1 + a/d) </math>
| align="center" |[[Pilt:Two Spherical Capacitance.svg| |160px]]<br/>
Kerade vahekaugus ''d'' on palju suurem kui raadius ''a''
|-
| Kera raadiusega ''a'' || bgcolor="#FFFFFF" | <math>C = 4\pi \varepsilon a </math>
| align="center" |<br/>
|-
| Ketas raadiusega ''a'' || bgcolor="#FFFFFF" | <math>C = 8 \varepsilon a </math>
| align="center" |<br/>
|}
Valemitähiste selgitus: ''A'' – elektroodi pindala; ''d'' – elektroodide vahekaugus; ''l'' –  elektroodi pikkus; ''R''<sub>1</sub>, ''R''<sub>2</sub> – elektroodi raadius; dielektriku absoluutne dielektriline läbitavus <math>\varepsilon = \varepsilon_0 \varepsilon_\mathrm{r}</math>, milles <math>\varepsilon_0</math> on [[elektriline konstant]] ja <math>\varepsilon_\mathrm{r}</math> dielektriku suhteline dielektriline läbitavus.

== Mahtuvustakistus ==
Mahtuvust omav elektriahela element avaldab [[vahelduvvool]]ule mahtuvuslikku [[reaktiivtakistus]]t, mida nimetatakse ka [[mahtuvustakistus]]eks. Mahtuvustakistus<math>X_{\text{C}}</math> on [[pöördvõrdelisus |pöördvõrdeline]] vahelduvvoolu [[sagedus]]ega <math>f</math> ja mahtuvusega <math>C</math>:
:<math>X_X{\text{C}}=\frac{1}{2 \pi f C}.</math>

== Vaata ka ==
*[[Kondensaator]] 

[[Kategooria:Füüsikalised suurused]]
[[Kategooria:Elekter]]