თუ ორ ერთმანეთისგან იზოლირებულ გამტარს გადავცემთ მუხტებს q1 და q2, მათ შორის წერმოიქმნება პოტენციალთა სხვაობა Δφ, რომელის მუხტების სიდიდეებსა და გამტარების გეომეტრიაზე იქნება დამოკიდებული. ელექტრული ველის ორ წერტილს შორის პოტენციალთა სხვაობა Δφ-ს ძაბვას უწოდებენ და U ასოთი აღნიშნავენ. განსაკუთრებით დიდ პრაქტიკულ ინტერესს იწვევს შემთხვევა, როდესაც გამტარების მუხტები მოდულით ტოლია და ნიშნით განსხვავებული: q1 = – q2 = q. ასეთ შემთხვევაში შეიძლება ელექტრული ტევადობის ცნების შემოღება.
ორი გამტარისაგან შედგენილი სისტემის ელექტროტევადობა ეწოდება ფიზიკურ სიდიდეს, რომელიც განისაზღვრება როგორც ერთ-ერთი გამტარის q მუხტის ფარდობა მათ შორის პოტენციალთა Δφ სხვაობასთან:
\(C=\frac{q}{\Delta \varphi }=\frac{q}{U}\)
სი სისტემაში ელექტროტევადობის ერთეულს ფარადი (ფ) ეწოდება:
1ფ=1კელ/ვ
ელექტროტევადობის სიდიდე დამოკიდებულია გამტარების ფორმაზე და ზომებზე და ამ გამტარების გამყოფი დიელექტრიკის თვისებებზე . არსებობს გამტარების ისეთი კონფიგურაციები, როცა ელექტრული ველი კონცენტრირებულია სივრცის მხოლოდ გარკვეულ ნაწილში. ასეთ სისტემებს კონდენსატორებს უწოდებენ, ხოლო კონდენსატორის შემადგენელ გამტარებს - შემონაფენებს.
უმარტივესი კონდენსატორია - ორი ბრტყელი გამტარი ფირფიტისაგან შედგენილი სისტემა, რომლების ერთმანეთის პარალელურადაა განლაგებული, ერთმანეთისაგან მათ ზომებთან შედარებით მცირე მანძილითაა დაშორებული და დიელექტრიკის თხელი ფენითაა განცალკევებული. ასეთ კონდენსატორებს - ბრტყელს უწოდებენ. ბრტყელი კონდენსატორის ელექტრული ველი ძირითადად ფირფიტებს შორისაა ლოკალიზებული (ნახ. 1); მაგრამ, ფირფიტების კიდლებთან და გარემომცველ სივრცეში ასევე აღიძვრება შედარებით სუსტი ელექტრული ველი, რომელსაც გაბნევის ველს უწოდებენ. ბევრ ამოცანაში შესაძლებელია გაბნევის ველი უგულვებელვყოთ და ჩაითვალოს, რომ ბრტყელი კონდენსატორის ელექტრული ველი მთლიანად შემონაფენებს შორისაა თავმოყრილი (ნახ. 2.). მაგრამ, სხვა ამოცანებში გაბნევის ველის უგულვებელყოფამ შეიძლება ღრმა შეცდომებამდე მიგვიყვანოს, რადგანაც ამ დროს ირღვევა ელექტრული ველის პოტენციალური ხასიათი.
ნახ. 1.
ბრტყელი კონდენსატორის ველი
ნახ. 2.
ბრტყელი კონდენსატორის ველის გაიდიალებული წარმოდგენა
ბრტყელი კონდენსატორის თითოეული დამუხტული ფირფიტა ზედაპირის მახლობლად ქმნის ელექტრულ ველს, რომლის დაძაბულობის მოდული გამოისახება ფორმულით
\(E_{1}=\frac{\sigma }{2\varepsilon _{0}}\)
სუპერპოზიციის პრინციპიდან გამომდინარე, ორივე ფირფიტით შექმნილი ველი დაძაბულობა \(\vec{E}\) ტოლია თითოეული ფირფიტის \(\vec{E}^{+}\) და \(\vec{E}^{-}\) დაძაბულობათა ჯამისა:
\(\vec{E}=\vec{E}^{+}+\vec{E}^{-}\)
კონდენსატორის შიგნით \(\vec{E}^{+}\) და \(\vec{E}^{-}\) პარალელურები არიან: ამიტომ ტოქმედი ველის დაძაბულობა ტოლია
\(E=2E_{1}=\frac{\sigma }{\varepsilon _{0}}\)
ფირფიტებს გარეთ \(\vec{E}^{+}\) და \(\vec{E}^{-}\) სხვადასხვა მხარესაა მიმართული და ამირომ E = 0. ფირფიტების მუხტის ზედაპირული სიმკვრივე σ ტოლია q / S, სადაც q – მუხტია, S კი – თითოეული ფირფიტის ფართობი. ერთგავაროვან ელექტრულ ველში ფირფიტებს შორის პოტენციალთა სხვაობა Δφ ტოლია Ed, სადაც d – ფირფიტებს შორის მანძილია. ამ თანაფარდობებიდან შეიძლება მივიღოთ ბრტყელი კონდენსატორის ელექტროტევადობის ფორმულა:
\(C=\frac{q}{\Delta \varphi }=\frac{\sigma \cdot S}{E\cdot d}=\frac{\varepsilon _{0}S}{d}\)
ამგვარად, ბრტყელი კონდენსატორის ელექტროტევადობა ფიტფიტების (შემონაფენების) ფართობის პირდაპორპროპორციულია და მათ შორის მანძილის უკუპროპორცილია. თუ შემონაფენებს შორის სივრცე შევსებულია დიელექტრიკით, კონდენსატორის ელექტროტევადობა ε -ჯერ იზრდება:
\(C=\frac{\varepsilon \varepsilon _{0}S}{d}\)
სხვა კონფიგურაციის შემონაფენებიანი კონდენსატორის მაგალითს სფერული და ცილინდრული კონდენსატორები წარმოადგენს. სფერული კონდენსატორი - ორი კონცენტრული R1 და R2 რადიუსებიანი გამტარი სფეროებისაგან შედგენილი სისტემაა. ცილინდრული კონდენსატორი - ორი R1 და R2 რადიუსების და L სიგრძის მქონე ცილინდრისაგან შედგენილი სისტემაა, რომელთა ღერძების ერთმანეთს ემთხვევა. ε დიელექტრიკული შეღწევადობის დიელექტრიკით შევსებული ასეთი კონდენსატორების ტევადობები გამოისახება ფორმულებით:
\(C=2\pi \varepsilon _{0}\varepsilon \frac{R_{1}R_{2}}{R_{2}-R_{1}}\) (სფერული კონდენსატორი)
\(C=2\pi \varepsilon _{0}\varepsilon \frac{L}{lnR_{2}lR_{1}}\) (ცილინდრული კონდენსატორი)
კონდენსატორები შეიძლება ერთმანეთთან იყვნენ მიერთებული და ქმნიდდენ კონდენსატორთა ბატარეას. კონდენსატორების პარალელური შეერთებისას (ნახ. 3) კონდენსატორებზე ძაბვა ერთნაერია: U1 = U2 = U, მუხტები კი ტოლია q1 = С1U და q2 = C2U. ასეთი სისტემა შეიძლება განხილული იქნეს C ტევადობის ერთიანი კონდებსატორად, რომელიც შემონაფენაბს შორის U ძაბვის შემთხვევაში q = q1 + q2 მუხტითაა დამუხტული. აქედან გამოდის
\(C=\frac{q_{1}+q_{2}}{U}\) ან \(C=C_{1}+C_{2}\)
ამგვარად, პარალელერი შეერთებისას ელექტროტევადობები იკრიბება.
ნახ. 3.
კონდენსატორების პარალელური შეერთება. C = C1 + C2
ნახ. 4.
კონდენსატორების მიმდევრობითი შეერთება.
მიმდევრობითი შეერთებისას (ნახ.4.) ორივე კონდენსატორის მუხტები ერთნაერია: q1 = q2 = q, ხოლო ძაბვები \(U_{1}=\frac{q}{C_{1}}\) და \(U_{2}=\frac{q}{C_{2}}\). ასეთი სისტემა შეიძლება განხილული იქნეს q მუხტით დამუხტულ ერთიან კონდებსატორად, რომელიც შემონაფენაბს შორის ძაბვა ტოლია U = U1 + U2 . აქედან გამომდინარე,
\(C=\frac{q}{U_{1}+U_{2}}\) ან \(\frac{1}{C}=\frac{1}{C_{1}}+\frac{1}{C_{2}}\)
კონდენსატორების მიმდევრობითი შეერთებისას ტევადობების შებრუნებული სიდიდეები იკიბება.
პარალელური და მიმდევრობითი შეერთებების ფორმულები სამართლიანია კონდენსატორების ნებისმიერი რიცხვის შეერთებისას.