Rechner für Ladung und Energie eines Kondensators
Ladung, Spannung oder Kapazität eines Kondensators, dazu die gespeicherte Energie.
Fülle die Felder aus, dann erscheint das Ergebnis hier automatisch.
Berechnet Ladung, Spannung oder positive Kapazität eines idealen linearen Kondensators. Q ist die vorzeichenbehaftete Ladung der gewählten Platte; U deren Potential gegenüber der anderen Platte. µF und µC passen zusammen: µF·V = µC. Auf Bauteilen stehen üblicherweise Kapazität und Spannungsfestigkeit, nicht die aktuell gespeicherte Ladung.
So funktioniert es
Formel und Logik
Q = C·U; U = Q/C; C = Q/U. Für diese Mikroeinheiten ist kein Ladungsfaktor nötig. E = C·U²/(2·10⁶) J rechnet µF in F um. Eine Umkehr von U kehrt Q um, während E nichtnegativ bleibt. Bei U = 0 und bekanntem C gilt Q = E = 0; Q = U = 0 bestimmt C nicht.
Beispiel
100 µF bei 12 V ergeben Q = 1 200 µC und E = 0,0072 J. Bei −12 V beträgt Q −1 200 µC, die Energie bleibt gleich. Bei 24 V sind es 2 400 µC und 0,0288 J, also vierfache Energie.
Felder und Einheiten
- Was gesucht ist — Auswahl aus der Liste
- Kapazität — µF
- Spannung — V
- Ladung — µC
So wird gerechnet
- — Wähle die gesuchte Größe und fülle die zwei sichtbaren bekannten Felder aus; lies den gesuchten Wert im Ergebnis.
- — Verwende C in µF, U in V und Q in µC; C muss positiv sein.
- — Behalte Platte und Spannungsrichtung bei. Für C müssen U und Q ungleich null sein und dasselbe Vorzeichen haben.
- — Die Energie steht in J. Spannungsfestigkeit und Entladeverfahren prüfst du getrennt anhand der Bauteildaten.
Rechenweg und Grenzen
- Rechenweg
- Formel und Logik
- Datenquelle oder Norm
- OpenStax: Ladung, Potentialdifferenz und Farad OpenStax: Feldenergie E = CU²/2
- Einschränkung
- Idealer linearer Kondensator. Berührungssicherheit, Entladezeit und zulässige Betriebsbedingungen werden nicht bestimmt.
FAQ
Wie unterscheiden sich Farad und Amperestunden?
Farad ist Ladung je Spannung: F = C/V. Eine Amperestunde ist Ladung, 1 Ah = 3 600 C. Bei vorgegebener Spannung lassen sich Ladungen vergleichen, aber Kapazität in F ist nicht direkt Ah gleichzusetzen.
Warum vervierfacht sich die Energie bei doppelter Spannung?
Q hängt linear von U ab, E = C·U²/2 dagegen quadratisch. Vorausgesetzt wird konstante Kapazität; reale Spannungs- und Temperaturabhängigkeit fehlen.
Dürfen Ladung und Spannung negativ sein?
Ja, bei einheitlicher Platte und Spannungsrichtung. Positives C verlangt gleiche Vorzeichen von Q und U. Die idealen Platten tragen entgegengesetzte Ladungen; ihre Gesamtladung ist nicht Q.
Prüft der Rechner Spannungsfestigkeit und Verbindungen?
Nein, er beschreibt einen idealen Kondensator. Spannungsfestigkeit, Polarität, ESR und sicheres Entladen erfordern Bauteildaten. Für Kondensatorgruppen gibt es einen eigenen Rechner.