Sığa, bir iletkenin elektrik yükünü depolama yeteneğinin bir ölçüsüdür. Başka bir deyişle, bir malzemenin ne kadar elektrik enerjisi depolayabileceğini gösterir. Sığayı anlamak için aşağıdaki temel kavramlara göz atalım:
Sığa, aşağıdaki formülle ifade edilir:
$C = \frac{Q}{V}$
Bu formül, sığanın (C), depolanan yükün (Q) potansiyel farka (V) oranı olduğunu gösterir.
Paralel plakalı sığaçlar, iki paralel iletken plakanın bir yalıtkan malzeme (dielektrik) ile ayrılmasıyla oluşturulur. Sığası aşağıdaki faktörlere bağlıdır:
Paralel plakalı bir sığacın sığası şu şekilde hesaplanır:
$C = \epsilon \frac{A}{d}$
Alanları $2 \times 10^{-4} m^2$ olan ve aralarında $1 \times 10^{-3} m$ boşluk bulunan paralel plakalı bir sığacın sığası nedir? (Boşluğun dielektrik katsayısı $\epsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} F/m$)
Çözüm:
$C = (8.85 \times 10^{-12}) \frac{2 \times 10^{-4}}{1 \times 10^{-3}} = 1.77 \times 10^{-12} F$
Sığaçlar, devrelerde seri veya paralel olarak bağlanabilir. Her iki bağlantı türü için de farklı sığa hesaplama yöntemleri vardır.
$\frac{1}{C_{top}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3} + ...$
$C_{top} = C_1 + C_2 + C_3 + ...$
2 Farad ve 3 Farad değerindeki iki sığaç paralel bağlanırsa, toplam sığa ne olur?
Çözüm:
$C_{top} = 2 + 3 = 5 F$
Bir sığaçta depolanan enerji, aşağıdaki formülle hesaplanır:
$E = \frac{1}{2}CV^2$
Burada E enerji, C sığa ve V potansiyel farktır.
5 Farad değerindeki bir sığaç 10 Volt'luk bir potansiyel farkla yüklendiğinde depolanan enerji ne olur?
Çözüm:
$E = \frac{1}{2}(5)(10^2) = 250 J$
