Калькулятор конденсатора
Рассчитайте ёмкость, заряд, напряжение и энергию конденсатора. Найдите эквивалентную ёмкость при последовательном и параллельном соединении. Постоянная времени RC-цепи и переходные процессы заряда/разряда: U(t), I(t), Q(t) с таблицей по 1τ–5τ.
Что считает калькулятор конденсатора
Страница закрывает инженерный сценарий расчета параметров конденсатора: емкость, заряд, напряжение, запасенную энергию, эквивалентную емкость соединения и переходный процесс RC-цепи. Это не декодер маркировки и не подбор пускового или рабочего конденсатора двигателя.
- ввод емкости поддерживает Ф, мФ, мкФ, нФ, пФ и короткие суффиксы вроде 100нФ или 22uF;
- для одного конденсатора можно найти заряд, напряжение, емкость или энергию;
- для соединения рассчитываются итоговая емкость, заряд, энергия и распределение напряжения;
- для RC-цепи рассчитываются постоянная времени, ориентир полного процесса и таблица по 1τ-5τ.
Емкость, заряд, напряжение и энергия
Емкость показывает, какой заряд накапливается при заданном напряжении. Фарад - крупная единица, поэтому в электронике чаще встречаются микрофарады, нанофарады и пикофарады. Энергия растет квадратично с напряжением, поэтому высоковольтные и суперконденсаторы требуют отдельной проверки безопасности.
- Q — заряд конденсатора в кулонах.
- C — емкость конденсатора; в расчетах приводится к фарадам.
- U — напряжение на выводах конденсатора в вольтах.
- E — энергия, запасенная в электрическом поле конденсатора.
Последовательное и параллельное соединение
Формулы соединения конденсаторов работают противоположно привычной логике резисторов: параллельная цепочка увеличивает итоговую емкость, а последовательная уменьшает ее и распределяет напряжение между элементами.
- Ceq — эквивалентная емкость всей цепочки конденсаторов.
- C1, C2, Cn — емкости отдельных конденсаторов, приведенные к одной единице.
- n — количество конденсаторов в соединении.
RC-цепь: заряд и разряд
RC-цепь описывает заряд или разряд конденсатора через резистор. Постоянная времени задает масштаб процесса: после одной постоянной времени заряд уже заметен, а после пяти постоянных процесс обычно считают практически завершенным.
- tau — постоянная времени RC-цепи; чем она больше, тем медленнее идет заряд или разряд.
- R — сопротивление резистора в омах.
- C — емкость конденсатора в фарадах.
- U(t) — напряжение на конденсаторе в выбранный момент времени.
- U0 — начальное или конечное напряжение источника для выбранного режима.
- I(t) — модуль тока через резистор; при разряде физическое направление противоположно зарядке.
| Время | Заряд (% от U₀) | Разряд (% от U₀) |
|---|---|---|
| 1τ | 63,2 % | 36,8 % |
| 2τ | 86,5 % | 13,5 % |
| 3τ | 95,0 % | 5,0 % |
| 4τ | 98,2 % | 1,8 % |
| 5τ | 99,3 % | 0,7 % |
Единицы емкости и соседние интенты
| Единица | В фарадах | Типичные сценарии |
|---|---|---|
| пФ | 10^-12 Ф | ВЧ-схемы, кварцевые генераторы, малые емкости |
| нФ | 10^-9 Ф | связь по AC, фильтры, времязадающие цепи |
| мкФ | 10^-6 Ф | развязка питания, разделительные цепи, электролиты |
| мФ | 10^-3 Ф | сглаживание после выпрямителя, накопители энергии |
| Ф | 1 Ф | ионисторы и суперконденсаторы |
Если нужна расшифровка маркировки 104, 473, 4n7 или подбор конденсатора для электродвигателя, это отдельные задачи. Текущий инструмент считает электрические параметры, соединения и RC-процессы.
Выбор, ограничения и безопасность
- Рабочее напряжение берут с запасом к реальному напряжению, броскам и пульсациям;
- электролитические и танталовые конденсаторы обычно полярные, переполюсовка опасна;
- ESR влияет на нагрев, пульсирующий ток и качество фильтрации;
- DC-bias у керамики может заметно уменьшить фактическую емкость под напряжением;
- температура, допуск и старение могут сильно отличать реальную деталь от номинала на корпусе.
Где применяется расчет
- сглаживание питания после выпрямителя;
- развязка микросхем и короткие импульсы потребления;
- разделительные цепи и фильтры;
- задержки, антидребезг кнопок и таймеры;
- снабберы, бутстрапные цепи и силовая электроника;
- накопители энергии, фотовспышки и суперконденсаторы;
- компенсация реактивной мощности в AC-сетях.
Часто задаваемые вопросы
Источники и нормативная база
Расчёты выполняются на основе указанных нормативных и справочных источников. Ссылки открываются в новой вкладке.
Похожие инструменты
Считает напряжение, ток, сопротивление и мощность для участка цепи. Введите две согласованные величины — остальные рассчитаются автоматически. Поддерживает мкВ/мВ/В/кВ, мА/А/кА, мОм/Ом/кОм/МОм, Вт/кВт/МВт, бытовые сценарии и предупреждения по безопасности.
Рассчитайте суммарное сопротивление резисторов при последовательном и параллельном соединении, ток и мощность каждого резистора. Расшифруйте цветовую маркировку (4/5/6 полос) и SMD-код (3/4 цифры, EIA-96, нотация R).
Считает падение напряжения и потери мощности в кабеле для постоянного тока, однофазной (220 В) и трёхфазной (380 В) сети с учётом коэффициента мощности нагрузки и температуры жилы. Сравнивает с пороговыми значениями калькулятора и подбирает минимальное сечение для меди и алюминия.
Инженерный расчёт RC-цепи первого порядка по R и C: постоянная времени, 1τ/3τ/5τ, заряд и разряд конденсатора, частота среза ФНЧ/ФВЧ, импеданс и фазовый угол на выбранной частоте. В обратном режиме подбирает сопротивление по заданной частоте среза при известной ёмкости.
Считает активную P (Вт), реактивную Q (вар) и полную S (ВА) мощность для DC, однофазной и трёхфазной (звезда/треугольник) цепи с учётом cosφ. Показывает треугольник мощностей, вычисляет ёмкость компенсирующего конденсатора для повышения коэффициента мощности до целевого. Содержит пресеты типичных нагрузок: ТЭН, LED, двигатель, сварка.