キャパシタンスとは
キャパシタンスは、電荷を蓄える能力として定義され、大文字のCで表されます。絶縁体（または真空）によって分離された任意の2つの導体はキャパシタを形成します。自己キャパシタンスと相互キャパシタンスの2つの密接に関連する概念が一般に認識されています。
ファラド – キャパシタンスの単位
キャパシタンスのSI単位は、クーロン毎ボルトです。この単位は頻繁に使用されるため、特別な名前、ファラド（F）が与えられています。
1ファラド = 1 F = 1クーロン毎ボルト = 1 C/V
ファラドは非常に大きな単位です。実際には、ファラドの亜単位、例えばマイクロファラドやピコファラドがより便利です。たとえば、面積Aと分離dの平行な金属板のキャパシタンスは、以下の式によって与えられます：
εr = κ = ε/ε0
ここで、εrは相対誘電率、κは絶対誘電率εと真空の誘電率ε0の比です。
1ファラドのキャパシタンス
1ファラドのキャパシタンスは、相対的に大きな単位であり、ほとんどの電子回路で一般的に見られるものではありません。1ファラドのキャパシタンスを持つキャパシタは、その板間の電位差あたり1クーロン（C）の電荷を蓄えることができます。1ファラドがどれほど大きいかを示すために、以下の例を考えてみましょう：
– 電子回路で使用される典型的な小型のセラミックキャパシタは、約0.1マイクロファラド（µF）のキャパシタンスを持ち、これは1ファラドの一千万分の一です。
– 電源回路で使用される典型的な電解キャパシタは、数百または数千マイクロファラド（µF）のキャパシタンスを持ち、これはまだ1ファラドよりも桁違いに小さいです。
– エネルギー貯蔵アプリケーションで使用されるタイプの高容量キャパシタであるスーパーキャパシタまたはウルトラキャパシタは、数ファラドや数十ファラドのキャパシタンスを持つことがあります。
1ファラドのキャパシタンスは相対的に大きな単位であり、ファラド範囲のキャパシタンスを持つキャパシタは、専門的な用途でのみ一般的に使用されます。ほとんどの電子回路では、マイクロファラドやピコファラドの範囲のキャパシタンスを持つキャパシタが使用されます。
例
以下の仕様を持つキャパシタを考えてみましょう：
– キャパシタンス（C）：100マイクロファラド（µF）
– 電圧（V）：50ボルト（V）
– 距離（d）：0.5ミリメートル（mm）
– 面積（A）：10平方センチメートル（cm²）
これは、キャパシタがその板間の電位差あたり最大100マイクロクーロン（µC）の電荷を蓄えることができることを意味します。キャパシタが分解せずに耐えることができる最大電圧は50ボルトです。板間の距離は0.5ミリメートルであり、これはキャパシタのキャパシタンスがこの距離に反比例することを意味します – 板が近づくほど、キャパシタンスは大きくなります。最後に、各板の面積は10平方センチメートルであり、これはキャパシタのキャパシタンスがこの面積に直接比例することを意味します – 面積が大きいほど、キャパシタンスは大きくなります。
