Condensatorcalculator (serie, parallel, lading en energie)
Vul je waarden in. Het antwoord en de volledige uitgewerkte oplossing worden bijgewerkt terwijl je typt.
Resultaat
| Condensator | Capaciteit | Spanning | Lading | Energie |
|---|---|---|---|---|
| C1 | 10 µF | 7,197 V | 71,97 µC | 259 µJ |
| C2 | 22 µF | 3,271 V | 71,97 µC | 117,7 µJ |
| C3 | 47 µF | 1,531 V | 71,97 µC | 55,11 µJ |
Combineer condensatoren in serie of parallel en bepaal de lading en spanning van elk ervan, of bereken de lading Q = C·V en de opgeslagen energie E = ½·C·V² van één condensator. Een derde modus geeft de capaciteit van een condensator met evenwijdige platen uit het plaatoppervlak, de spleet en het diëlektricum, en controleert of het veld de lucht in de spleet zou doorslaan.
Stapsgewijze oplossing
Serie: tel de omgekeerden op
Lading en energie
Belangrijke formules
- Tijdconstante
- τ = RC | τ = L/R
- Respons
- x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
- Condensator bij gelijkstroom
- open klemmen; vC kan niet verspringen
Condensatoren in serie en parallel berekenen
- Parallel: de condensatoren delen dezelfde spanning, dus hun ladingen tellen op. De equivalente capaciteit is de som: C = C₁ + C₂ + C₃.
- Serie: elke condensator draagt dezelfde lading. Tel de omgekeerden op: 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃. Het resultaat is kleiner dan de kleinste condensator.
- Met een spanning V over de combinatie is de totale lading Q = C·V en de opgeslagen energie E = ½·C·V².
- In serie heeft elke condensator de spanning Vᵢ = Q/Cᵢ, dus de kleinste condensator krijgt de grootste spanning. In parallel is elke lading Qᵢ = Cᵢ·V.
- Voor een condensator met evenwijdige platen geldt C = ε₀·εr·A/d met ε₀ = 8,854 × 10⁻¹² F/m, het plaatoppervlak A in m² en de spleet d in m.
Vragen en antwoorden
Waarom zijn condensatoren in serie en weerstanden in serie elkaars tegengestelde?
Weerstanden in serie tellen op omdat de stroom door elk ervan na elkaar loopt. Condensatoren in serie gedragen zich als één condensator met een dikker diëlektricum, dus de capaciteit daalt; het zijn de omgekeerden die optellen. In parallel tellen de plaatoppervlakken in feite op, dus de capaciteiten tellen op.
Hoeveel energie slaat een condensator op?
E = ½·C·V² = ½·Q·V = Q²/(2C). Een condensator van 470 µF die op 25 V is geladen, slaat ½ × 470 × 10⁻⁶ × 25² = 0,147 J op. Grote condensatoren kunnen geladen blijven nadat de stroom is uitgeschakeld, dus ontlaad ze voordat je de aansluitdraden aanraakt.
Wat is de relatieve permittiviteit εr?
Ze geeft aan hoeveel een diëlektricum de capaciteit verhoogt ten opzichte van vacuüm. Lucht is ongeveer 1,0006, PTFE ongeveer 2,1, glas ongeveer 5 tot 10 en keramische diëlektrica van ongeveer 10 tot enkele duizenden.
Welke spanningsklasse moet een condensator hebben?
Hoger dan de grootste spanning die hij te zien krijgt, meestal met een marge van 20% tot 50%. In serie worden de spanningen niet gelijk verdeeld tenzij de condensatoren gelijk zijn, dus controleer elke condensator met Vᵢ = Q/Cᵢ.
Oefen het zelf
Oefen RC- en RL-schakelverschijnselen
Een calculator geeft het antwoord. Op het tentamen heb je de methode nodig: oefen die met nieuwe opgaven, hints en uitgewerkte oplossingen.