Kalkulator kondensatorów (szeregowo, równolegle, ładunek i energia)
Wpisz swoje wartości. Odpowiedź i pełne rozwiązanie aktualizują się w trakcie pisania.
Wynik
| Kondensator | Pojemność | Napięcie | Ładunek | Energia |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Połącz kondensatory szeregowo lub równolegle i znajdź ładunek oraz napięcie każdego z nich albo oblicz ładunek Q = C·V i zgromadzoną energię E = ½·C·V² pojedynczego kondensatora. Trzeci tryb podaje pojemność kondensatora płaskiego na podstawie pola okładek, odstępu i dielektryka oraz sprawdza, czy pole nie spowodowałoby przebicia powietrza w szczelinie.
Rozwiązanie krok po kroku
Szeregowo: dodaj odwrotności
Ładunek i energia
Najważniejsze wzory
- Stała czasowa
- τ = RC | τ = L/R
- Odpowiedź układu
- x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
- Kondensator przy prądzie stałym
- rozwarcie; vC nie może zmienić się skokowo
Jak obliczać kondensatory połączone szeregowo i równolegle
- Równolegle: kondensatory mają to samo napięcie, więc ich ładunki się sumują. Pojemność zastępcza to suma: C = C₁ + C₂ + C₃.
- Szeregowo: każdy kondensator niesie ten sam ładunek. Dodaj odwrotności: 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃. Wynik jest mniejszy niż najmniejszy kondensator.
- Przy napięciu V na całym układzie ładunek całkowity to Q = C·V, a zgromadzona energia to E = ½·C·V².
- Przy połączeniu szeregowym każdy kondensator ma napięcie Vᵢ = Q/Cᵢ, więc najmniejszy kondensator dostaje największe napięcie. Przy równoległym ładunek każdego to Qᵢ = Cᵢ·V.
- Dla kondensatora płaskiego C = ε₀·εr·A/d, gdzie ε₀ = 8,854 × 10⁻¹² F/m, pole okładek A jest w m², a odstęp d w m.
Pytania i odpowiedzi
Dlaczego kondensatory i rezystory połączone szeregowo zachowują się odwrotnie?
Rezystancje połączone szeregowo sumują się, bo prąd przepływa przez każdą po kolei. Kondensatory połączone szeregowo działają jak jeden kondensator z grubszym dielektrykiem, więc pojemność maleje; sumują się odwrotności. Przy połączeniu równoległym pola okładek w praktyce się dodają, więc pojemności się sumują.
Ile energii magazynuje kondensator?
E = ½·C·V² = ½·Q·V = Q²/(2C). Kondensator 470 µF naładowany do 25 V magazynuje ½ × 470 × 10⁻⁶ × 25² = 0,147 J. Duże kondensatory mogą pozostać naładowane po odłączeniu zasilania, więc rozładuj je przed dotknięciem wyprowadzeń.
Czym jest względna przenikalność elektryczna εr?
Mówi, o ile dielektryk zwiększa pojemność w porównaniu z próżnią. Powietrze ma około 1,0006, PTFE około 2,1, szkło około 5 do 10, a dielektryki ceramiczne od około 10 do kilku tysięcy.
Jakie napięcie znamionowe powinien mieć kondensator?
Wyższe niż największe napięcie, jakie wystąpi, zwykle z zapasem od 20% do 50%. Przy połączeniu szeregowym napięcia nie rozkładają się równo, chyba że kondensatory są równe, więc sprawdź każdy ze wzoru Vᵢ = Q/Cᵢ.
Przećwicz to sam
Ćwicz: Stany nieustalone RC i RL
Kalkulator daje odpowiedź. Na egzaminie potrzebujesz metody: ćwicz ją na nowych zadaniach z podpowiedziami i rozwiązaniami.