Калькулятор заряда и энергии конденсатора
Заряженный конденсатор запасает и электрический заряд, и энергию, и обе величины описываются простыми формулами. Введите ёмкость в микрофарадах и рабочее напряжение — и калькулятор вернёт запасённый заряд Q = C·V в кулонах и запасённую энергию E = ½·C·V² в джоулях, приведённые к удобным милли- или микровеличинам. Это удобно для подбора сглаживающих конденсаторов, оценки мощности конденсатора фотовспышки или проверки того, сколько энергии способна отдать батарея конденсаторов, ещё до того как вы коснётесь макетной платы.
Как пользоваться калькулятором
-
1
Введите ёмкость
Укажите значение в микрофарадах (мкФ). Электролитический конденсатор на 100 мкФ — типичная отправная точка.
-
2
Введите напряжение
Используйте напряжение, которое действительно приложено к конденсатору, а не напряжение источника, если есть падение.
-
3
Считайте заряд и энергию
Инструмент показывает Q в мКл или мкКл и E в мДж или мкДж, обновляясь по мере ввода.
Формулы
Конденсатор ёмкостью C, заряженный до напряжения V, несёт заряд:
Q = C · V
и запасает энергию:
E = ½ · C · V²
Где:
- C — ёмкость в фарадах (Ф). Микрофарады переводятся как 1 мкФ = 0,000001 Ф.
- V — напряжение в вольтах (В).
- Q — заряд в кулонах (Кл).
- E — энергия в джоулях (Дж).
Поскольку энергия зависит от квадрата напряжения, удвоение напряжения увеличивает запасённую энергию в четыре раза, тогда как заряд лишь удваивается.
Разобранный пример
Возьмём конденсатор 100 мкФ, заряженный до 12 В.
- C = 100 мкФ = 0,0001 Ф
- Q = C · V = 0,0001 × 12 = 0,0012 Кл = 1,2 мКл
- E = ½ · C · V² = 0,5 × 0,0001 × 12² = 0,5 × 0,0001 × 144 = 0,0072 Дж = 7,2 мДж
Итак, этот конденсатор несёт 1,2 мКл заряда и 7,2 мДж энергии.
Краткий справочник
| Ёмкость | Напряжение | Заряд (Q) | Энергия (E) |
|---|---|---|---|
| 1 мкФ | 5 В | 5 мкКл | 12,5 мкДж |
| 100 мкФ | 12 В | 1,2 мКл | 7,2 мДж |
| 470 мкФ | 25 В | 11,75 мКл | 146,9 мДж |
| 1000 мкФ | 50 В | 50 мКл | 1250 мДж |
Чего следует избегать
- Следите за единицами. Ёмкость почти всегда указывается в мкФ, нФ или пФ — переведите её в фарады, прежде чем считать вручную. Калькулятор предполагает, что введённое значение задано в мкФ.
- Соблюдайте номинальное напряжение. Никогда не заряжайте конденсатор выше его номинального напряжения; энергия, которая делает его полезным, — это та же энергия, что делает поломку опасной.
- Большие батареи опасны. Крупный высоковольтный конденсатор может удерживать опасный заряд ещё долго после отключения питания. Перед тем как браться за него, всегда разряжайте его через резистор.
- Энергия ≠ заряд. Они по-разному зависят от напряжения: Q линейно, E квадратично. Путать их — классическая ошибка.
Часто задаваемые вопросы
Заряд (Q = C·V) — это количество электричества на обкладках, в кулонах. Энергия (E = ½·C·V²) — это работа, запасённая в электрическом поле, в джоулях. Заряд растёт линейно с напряжением, а энергия растёт пропорционально квадрату напряжения, поэтому высоковольтные конденсаторы запасают гораздо больше энергии, чем можно предположить по одному лишь заряду.
По мере зарядки конденсатора напряжение растёт от нуля до конечного значения, поэтому среднее напряжение во время зарядки равно половине конечного. Интегрирование процесса зарядки даёт E = ½·C·V² — ту же одну вторую, что и в формуле кинетической энергии.
Да: сначала найдите суммарную ёмкость (параллельно: складываются; последовательно: складываются обратные величины), а затем введите это единственное эквивалентное значение здесь вместе с напряжением на всей комбинации.
Нет. Расчёт выполняется полностью на основе введённых вами значений, и ничего не загружается, не сохраняется и не передаётся. Введённые ёмкость и напряжение остаются в вашей собственной сессии.
Сопутствующие инструменты
Калькулятор прогноза роста взрослого
Оцените целевой взрослый рост ребенка по росту биологических родителей, в сантиметрах или футах/дюймах, с типичным целевым диапазоном.
Калькулятор балясин
Введите свободный пролёт перил, ширину балясины и максимально допустимый зазор, чтобы получить точное количество необходимых балясин и равный промежуток между каждой стойкой, не превышающий нормативный предел.
Калькулятор нумерологии
Рассчитайте нумерологические числа имени по пифагорейским или халдейским значениям букв: выражение, стремление души и личность.
Калькулятор длины дуги
Рассчитайте длину дуги окружности по радиусу и центральному углу или по хорде и радиусу, с результатами в градусах и радианах.
Калькулятор темпа бега
Введите дистанцию и финишное время, чтобы рассчитать темп на км, темп на милю, среднюю скорость и прогнозы времени для 5 км, 10 км, полумарафона и марафона.
Калькулятор разделения чаевых
Разделите счет в ресторане по сумме, проценту чаевых и числу гостей, с итогом и суммой на человека.