Калькулятор заряда и энергии конденсатора
Заряд, напряжение или ёмкость конденсатора и энергия его поля.
Заполните поля — результат появится здесь автоматически.
Три направления расчёта одного идеального линейного конденсатора: заряд, напряжение или положительная ёмкость. Q обозначает подписанный заряд выбранной обкладки, а U — разность потенциалов той же обкладки относительно другой. Ёмкость в мкФ и заряд в мкКл согласованы: мкФ·В = мкКл. На корпусе обычно указывают ёмкость и допустимое напряжение, а не текущий заряд.
Как считается
Формула и логика
Q = C·U; U = Q/C; C = Q/U. В выбранных микроединицах множитель для заряда не нужен. Энергия E = C·U²/(2·10⁶) Дж переводит мкФ в Ф. При смене знака U меняется знак Q, но E остаётся неотрицательной. При U = 0 и известном C получаются Q = E = 0; из пары Q = U = 0 определить C нельзя.
Пример
100 мкФ при 12 В: Q = 1 200 мкКл и E = 0,0072 Дж. При −12 В заряд −1 200 мкКл, энергия та же. При 24 В заряд 2 400 мкКл, энергия 0,0288 Дж — вчетверо больше.
Поля и единицы
- Что найти — вариант из списка
- Ёмкость — мкФ
- Напряжение — В
- Заряд — мкКл
Как пользоваться
- — Выберите искомую величину и заполните два видимых известных поля; ответ находится в результате.
- — Задавайте C в мкФ, U в В и Q в мкКл; C должна быть положительной.
- — Сохраняйте одну ориентацию напряжения и знака заряда. Для вычисления C нужны ненулевые U и Q одного знака.
- — Энергия указана в Дж. Рабочее напряжение и порядок разряда проверяйте отдельно по документации.
Методика и ограничения
- Методика расчёта
- Формула и логика
- Источник данных или нормы
- OpenStax: заряд, разность потенциалов и фарад OpenStax: энергия поля E = CU²/2
- Ограничение
- Идеальный линейный конденсатор. Расчёт не устанавливает безопасность прикосновения, время разряда или допустимые условия эксплуатации.
FAQ
Чем фарады отличаются от ампер-часов?
Фарад описывает заряд на единицу напряжения: Ф = Кл/В. Ампер-час — единица заряда, 1 А·ч = 3 600 Кл. Сравнить заряд можно при заданном напряжении, но напрямую приравнивать ёмкость в Ф и А·ч нельзя.
Почему при удвоении напряжения энергия увеличивается вчетверо?
Q линейно зависит от U, а E = C·U²/2 квадратично. Эта зависимость предполагает постоянную ёмкость; реальные напряжённостные и температурные зависимости здесь отсутствуют.
Разрешены ли отрицательные заряд и напряжение?
Да, если выбранная обкладка и направление напряжения согласованы. Для положительного C знаки Q и U совпадают. Заряды двух идеальных обкладок противоположны; их суммарный заряд не равен Q.
Проверяет ли расчёт допустимое напряжение и соединения?
Нет: рассчитывается один идеальный конденсатор. Рабочее напряжение, полярность, ESR и безопасный разряд требуют данных конкретного компонента. Группы конденсаторов рассчитываются отдельным инструментом.