Share:

How to calculate capacitor value

Today, we will discuss the capacitance calculation law for capacitors in DC and AC circuits. We will also cover how to calculate the total equivalent capacitance of capacitors, whether connected in series or parallel, in addition to understanding the method of connecting or combining capacitors.

You can check out the online capacitor capacitance calculation program.

Capacitor Capacitance Law

The law for capacitor capacitance is given by the following relation:

C = q/V

Where C denotes the capacitor’s capacitance, measured in Farads (farad). q is the electrical charge stored on one of the plates, measured in Coulombs (coulomb), and V is the voltage (potential difference) applied across the capacitor, measured in Volts (Volt). Thus, we deduce that the capacitance of a capacitor is the ratio of the charge on one plate to the potential difference applied across it.

From the above, we conclude that 1 Farad = 1 Coulomb / 1 Volt.

However, the Farad is actually a very large unit. Therefore, parts of a Farad are used in measuring capacitor capacitance. The most common division is the microfarad, denoted by the symbol (μF).

1 microfarad = 10-6 Farad

And sometimes we resort to the picofarad (pF) division, which equals (1/10)-12 of a Farad.

A capacitor can be briefly defined as an electrical device or component for storing electrical charge. It is charged by applying a potential difference across its terminals. When the applied potential difference is removed, it retains the electrical charge for a period during which it discharges. Thus, according to this definition, we can write the capacitor capacitance law as a function of time according to the relation:

(t)C (t)= q/V

Factors Affecting Capacitor Capacitance

Since we know that a Farad is a large capacitance, we would need a very large capacitor to store 1 Farad of capacitance. The capacitor capacitance law according to its specifications is given by the relation:

C = (ε0 x A) / d

ε0 represents the permittivity of free space. Assuming the dielectric between the plates is vacuum (free space), then the permittivity varies from one dielectric to another. A is the common surface area of the plates, and d is the distance between the plates, measured in meters (SI unit).

Exercise: If you know that the permittivity εo = 8.85 x 10-12 Nm2 C-2 for free space. And you have a capacitor with a distance of 1 meter between its plates. Calculate the side length of each plate of a square-shaped capacitor if its capacitance is 1 Farad.

Solution: Using the previous law:

C = (ε0 x A) / d ⇒ 1 = (8.85 x 10-12 x A)/1

⇒ A = 8.85 x 1012

Thus, if each plate is square-shaped, the side length of each is:

L = √(8.85 x 1012) ≈ 3000000 m = 300 Km

From this, we conclude that a Farad is an enormous capacitance, and we would need a capacitor with a side length of 300 km to store this capacitance. To reduce this enormous length, we can bring the distance closer. Therefore, the smaller the distance between the capacitor’s terminals, the greater its capacitance.

Exercises on Capacitors

1. First Exercise

A capacitor with two parallel square plates, each with a side length of 6 cm. The distance between them is 1 mm, and the dielectric between the plates is free space.

  1. Calculate the capacitance of the capacitor.
  2. If a potential difference of 12 volts is applied across the capacitor, calculate the charge stored on each plate (knowing that ε0 = 8.85 x 10-12).

Solution:

1. Applying the capacitor capacitance law:

C = (ε0 x A) / d ⇒ C = (8.85 x 10-12 x 36 x 10-4)/1×10-3

C = 318.6 x 10-13 Farad = 31.86 pF

2. According to the law of charge stored on each side of the capacitor C = q/V, the charge on each plate after substituting the numbers is:

q = CV = 318.6 x 10-13 x 12 = 38.232 x 10-13 coloumb = 3.8232 pC

2. Second Exercise

A capacitor whose dielectric between its plates is Mica, with a permittivity εr = 5. The capacitor is supplied with a constant voltage of 12 volts. The surface area of each plate is 6 m2, and the distance between them is 6 mm. Required:

  1. Calculate the capacitance of the capacitor and the stored charge.

Solution

C = (εr ε0 x A) / d ⇒ C = (5 x 8.85 x 10-12 x 6)/6×10-3 = 44.25×10-9 F


أكثر هواتف آيفون مبيعاً

إعلان الهاتف

آيفون 16 128 جيجابايت

آيفون 16 128 جيجابايت

يُقدم هاتف iPhone 16 تجربة ممتازة تجمع بين الأداء القوي والتصميم العملي، مدعوماً بمعالج A18 المصمم خصيصاً لدعم مهام الذكاء الاصطناعي (Apple Intelligence). ويأتي بشاشة Super Retina XDR زاهية، إلى جانب زر التحكم بالكاميرا الجديد (Camera Control) الذي يمنح المستخدمين وصولاً سريعاً وسلساً لالتقاط الصور والفيديوهات.

ملخص آراء أشهر المواقع التقنية

"معالج A18 القوي يوفر سرعة هائلة وأداءً سلساً للغاية في تشغيل التطبيقات والألعاب الحديثة دون أي تأخير."

TrustedReviews
★★★★★

"زر التحكم في الكاميرا الجديد يضيف لمسة عملية رائعة ومبتكرة تسرع من عملية التصوير باحترافية."

TechRadar
★★★★☆

"عمر البطارية شهد تحسناً ملحوظاً مقارنة بالأجيال السابقة ليصمد بكفاءة طوال اليوم."

The Verge
★★★★★

المميزات

  • معالج Apple A18 القوي الذي يضمن كفاءة عالية في استهلاك الطاقة ودعم كامل لتقنيات الذكاء الاصطناعي.
  • زر التحكم الجديد في الكاميرا (Camera Control) للوصول السريع والتحكم الدقيق بالإعدادات والتصوير.
  • شاشة Super Retina XDR ساطع وعالية الوضوح تقدم ألواناً دقيقة ورائعة.
  • نظام كاميرا خلفية مزدوج محسن بدقة 48 ميجابكسل مع عدسة فائقة الاتساع تدعم التصوير الماكرو.
  • زر الإجراءات (Action Button) القابل للتخصيص لتنفيذ المهام السريعة بضغطة واحدة.

العيوب

  • الشاشة لا تزال تقتصر على معدل تحديث 60 هرتز، وهو أمر مخيب للآمال مقارنة بالهواتف المنافسة في نفس الفئة السعرية.
  • سرعات الشحن السلكي واللاسلكي تعتبر بطيئة نسبياً مقارنة بما تقدمه الهواتف المنافسة في السوق.
  • التصميم الخارجي والشكل العام يشبهان إلى حد كبير الجيل السابق مع تغييرات طفيفة تتركز في تصميم الكاميرا الخلفية.

مواصفات الهاتف

اسم المنتج بالعربيآيفون 16
اسم المنتج بالإنجليزيiPhone 16
تاريخ التوفر20/09/2024
الشركة المصنعةapple
نظام التشغيلiOS 18, قابل للتحديث لـ iOS 26.5
المعالجApple A18 3 نانومتر Hexa-core (2x4.04 GHz + 4x2.20 GHz)
ذاكرة RAM8GB
سعة التخزين128GB
حجم الشاشة6.1 بوصة
الكاميرا الخلفية48 ميجابكسل f/1.6
الكاميرا الأمامية12 ميجابكسل f/1.9
الصوتستيريو
وصلة سماعة 3.5غيرمتوفر
البطاريةLi-Ion 3561 ميللي أمبير
الشحن اللاسلكيمدعوم 25W
الألوان المتوفرةأسود/أبيض/زهري/أخضر فاتح Teal/أزرق بحري Ultramarine

إعلان الهاتف

آيفون 17 برو ماكس

آيفون 17 برو ماكس

يُعد هاتف iPhone 17 Pro Max قمة ما توفره أبل في عالم الهواتف الذكية، حيث يجمع بين التصميم العصري الجذاب بلونه البرتقالي الكوني والأداء الفائق بفضل معالج A19 Pro. ويقدم الهاتف تجربة بصرية مذهلة عبر شاشة Super Retina XDR العملاقة بحجم 6.9 بوصة، مدعومة بمنظومة تصوير متطورة تلبي طموحات عشاق المحتوى الاحترافي.

ملخص آراء أشهر المواقع التقنية

"«الشاشة الكبيرة والساطعة بحجم 6.9 بوصة تجعل مشاهدة المحتويات والألعاب تجربة غامرة بحق.»"

TrustedReviews
★★★★☆

"«نظام الكاميرات الثلاثي بدقة 48 ميجابكسل يقدم تفاصيل مذهلة وثباتاً استثنائياً في تصوير الفيديو الاحترافي.»"

TechRadar
★★★★☆

"«البطارية القوية مع معالجة الحرارة المحسنة تضمن أداءً مستداماً وطويلاً طوال اليوم دون أي تباطؤ.»"

The Verge
★★★★☆

المميزات

  • شاشة LTPO OLED فائقة السطوع بحجم 6.9 بوصة تدعم معدل تحديث 120 هرتز وتقنية Dolby Vision.
  • معالج Apple A19 Pro القوي المصمم بدقة 3 نانومتر لتقديم أداء سلس ومعالجة متقدمة لمهام الذكاء الاصطناعي.
  • منظومة كاميرات خلفية ثلاثية بدقة 48 ميجابكسل مع تقريب بصري محسن وكاميرا أمامية مبتكرة.
  • نظام تبريد متطور (غرفة بخار) يحافظ على استقرار الأداء وثباته خلال الاستخدام المكثف والألعاب.
  • عمر بطارية طويل ودعم للشحن السريع واللاسلكي المطور عبر تقنية MagSafe.

العيوب

  • الوزن والحجم الكبيران قد يجعلا استخدام الهاتف بـيد واحدة أمراً شاقاً وغير مريح لبعض المستخدمين لفترات طويلة.
  • ارتفاع السعر بشكل ملحوظ لكونه الإصدار الرائد الأعلى في عائلة أبل.
  • غياب مفردات التخزين القابلة للتوسعة (لا يدعم بطاقات الذاكرة الخارجية MicroSD).
  • سرعات الشحن السلكي واللاسلكي -رغم تحسنها- لا تزال تتخلف عن بعض الهواتف المنافسة في الفئة الرائدة.
  • خيارات التقريب البصري ما زالت تحتاج لتطوير أكبر لتنافس بعض القدرات الفائقة الموجودة لدى المنافسين.

مواصفات الهاتف

العنصرالمواصفات
المعالجشريحة A19 Pro وحدة معالجة مركزية مع 6 نوى
الكاميرا الخلفية48 ميجابكسل
سعة التخزين256 جيجابايت
حجم الشاشة6.9 بوصة
دقة الشاشة2868 × 1320
اسم الموديلiPhone 17 Pro Max
شبكة الاتصالمفتوح لجميع شبكات الاتصال
تقنية الاتصال الخلوي5G
تقنيات الاتصالBluetooth، NFC، USB، Wi-Fi
اللونبرتقالي كوني (Cosmic Orange)
Shopping Cart
اخترنا لك no posts found
×