Kalkulator kapasitor (siri, selari, cas dan tenaga)

Masukkan nilai anda. Jawapan dan penyelesaian lengkap dikemas kini semasa anda menaip.

Keputusan

Kemuatan setara5.998 µF
Jumlah cas71.97 µC
Jumlah tenaga tersimpan431.8 µJ
KapasitorKapasitansVoltanCasTenaga
C110 µF7.197 V71.97 µC259 µJ
C222 µF3.271 V71.97 µC117.7 µJ
C347 µF1.531 V71.97 µC55.11 µJ

Gabungkan kapasitor secara siri atau selari, dan cari cas serta voltan setiap satu, atau hitung cas Q = C·V dan tenaga tersimpan E = ½·C·V² bagi satu kapasitor. Mod ketiga memberi kemuatan kapasitor plat selari daripada luas plat, jurang dan dielektrik, dan menyemak sama ada medan itu akan merosakkan udara dalam jurang.

Penyelesaian langkah demi langkah

Siri: tambah salingan

1/Ceq = 1/10 + 1/22 + 1/47 = 0.1667 1/µF
Ceq = 5.998 µF
Kapasitor bersiri mempunyai kemuatan yang kurang daripada yang terkecil; ia berkongsi cas yang sama.

Cas dan tenaga

Q = Ceq·V = (5.998 × 10⁻⁶)·12 = 71.97 µC
E = ½·Ceq·V² = 431.8 µJ
Dalam litar bersiri setiap kapasitor membawa cas Q yang sama; voltannya ialah Q/C, maka kapasitor terkecil mendapat voltan terbesar.

Formula utama

Pemalar masa
τ = RC | τ = L/R
Sambutan
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
Kapasitor pada AT
litar buka; vC tidak boleh melompat

Cara mengira kapasitor bersiri dan selari

  1. Selari: kapasitor berkongsi voltan yang sama, maka casnya bertambah. Kemuatan setara ialah hasil tambah: C = C₁ + C₂ + C₃.
  2. Siri: setiap kapasitor membawa cas yang sama. Tambah salingan: 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃. Hasilnya lebih kecil daripada kapasitor terkecil.
  3. Dengan voltan V merentasi gabungan, jumlah cas ialah Q = C·V dan tenaga tersimpan ialah E = ½·C·V².
  4. Dalam litar bersiri setiap kapasitor mempunyai voltan Vᵢ = Q/Cᵢ, maka kapasitor terkecil mendapat voltan terbesar. Dalam litar selari setiap cas ialah Qᵢ = Cᵢ·V.
  5. Untuk kapasitor plat selari, C = ε₀·εr·A/d dengan ε₀ = 8.854 × 10⁻¹² F/m, luas plat A dalam m² dan jurang d dalam m.

Soalan dan jawapan

Mengapakah kapasitor bersiri dan perintang bersiri bertentangan?

Rintangan bersiri bertambah kerana arus mengalir melalui setiap satu secara bergilir. Kapasitor bersiri bertindak seperti satu kapasitor dengan dielektrik yang lebih tebal, maka kemuatan berkurang; salinganlah yang bertambah. Dalam litar selari luas plat bertambah secara berkesan, maka kemuatan bertambah.

Berapakah tenaga yang disimpan oleh kapasitor?

E = ½·C·V² = ½·Q·V = Q²/(2C). Kapasitor 470 µF yang dicas kepada 25 V menyimpan ½ × 470 × 10⁻⁶ × 25² = 0.147 J. Kapasitor besar boleh kekal bercas selepas kuasa dimatikan, maka nyahcaskannya sebelum menyentuh kakinya.

Apakah ketelusan relatif εr?

Ia menyatakan berapa banyak dielektrik menambah kemuatan berbanding vakum. Udara kira-kira 1.0006, PTFE kira-kira 2.1, kaca kira-kira 5 hingga 10 dan dielektrik seramik dari kira-kira 10 hingga beberapa ribu.

Apakah kadar voltan yang patut dimiliki oleh kapasitor?

Lebih tinggi daripada voltan terbesar yang akan dialaminya, biasanya dengan margin 20% hingga 50%. Dalam litar bersiri voltan tidak dikongsi sama rata melainkan kapasitor itu sama, maka semak setiap kapasitor dengan Vᵢ = Q/Cᵢ.

Cuba sendiri

Berlatih Fana RC & RL

Kalkulator memberikan jawapan. Dalam peperiksaan anda memerlukan kaedah: berlatihlah dengan soalan baharu, petunjuk dan penyelesaian lengkap.

</> Benamkan

Percuma untuk guru dan sekolah: tampal kod ini di halaman kursus, LMS atau laman web anda. Pelajar boleh menggunakan kalkulator dan penyelesaian langkah demi langkahnya tanpa akaun.

Lebih banyak kalkulator