سعة المتسعة هي مقدار الشحنة الكهربائية التي يمكن تخزينها في المتسعة عند فرق جهد معين. وبشكل عام، تعتمد سعة المتسعة على ثلاثة عوامل رئيسية هي:
- المساحة السطحية للمتسعة: كلما زادت مساحة السطحية للمتسعة، زادت قدرتها على تخزين الشحنة الكهربائية.
- البعد بين الصفيحتين للمتسعة: كلما قل البعد بين الصفيحتين، زادت سعة المتسعة.
- نوع المادة العازلة الموجودة بين الصفيحتين: كلما زادت قيمة ثابت العزل الكهربائي للمادة العازلة، زادت سعة المتسعة.
يمكن التعبير عن سعة المتسعة رياضيًا باستخدام المعادلة التالية:
C = εA/d
حيث:
- C هي سعة المتسعة (فاراد)
- ε هي ثابت العزل الكهربائي للمادة العازلة (فاراد/متر)
- A هي المساحة السطحية للمتسعة (متر مربع)
- d هو البعد بين الصفيحتين (متر)
على سبيل المثال، إذا كانت مساحة السطحية للمتسعة 100 متر مربع، والبعد بين صفيحتيها 1 مليمتر، وثابت العزل الكهربائي للمادة العازلة 8.854 × 10⁻¹² فاراد/متر، فإن سعة هذه المتسعة تساوي:
C = (8.854 × 10⁻¹²) × 100 / 0.001 = 8.854 × 10⁻¹⁰ فاراد
أي أن هذه المتسعة يمكنها تخزين شحنة كهربائية مقدارها 8.854 × 10⁻¹⁰ كولوم عند فرق جهد مقداره 1 فولت.
ويمكن زيادة سعة المتسعة عن طريق زيادة أي من العوامل الثلاثة المذكورة أعلاه. على سبيل المثال، يمكن زيادة سعة المتسعة عن طريق:
- زيادة مساحة السطحية للمتسعة: يمكن تحقيق ذلك عن طريق زيادة حجم المتسعة أو عن طريق استخدام مادة ذات مساحة سطحية أكبر.
- تقليل البعد بين الصفيحتين: يمكن تحقيق ذلك عن طريق استخدام صفيحتين أقرب إلى بعضهما البعض.
- استخدام مادة عازلة ذات قيمة أعلى لثابت العزل الكهربائي: يمكن تحقيق ذلك عن طريق استخدام مادة ذات خصائص عازلة أفضل.