Этот онлайн-калькулятор поможет вам за один шаг узнать две вещи о конденсаторе. Сначала введите емкость в мкФ, напряжение в В и сопротивление в кОм. Затем нажмите Рассчитать. Вы сразу увидите запасенную энергию, используя формулу E = ½ C V², и постоянную времени RC, используя формулу τ = R × C.
Что делает этот инструмент
Этот онлайн-инструмент показывает две вещи:
- Энергия, накопленная в конденсаторе. Используется для E = ½ C V².
- Постоянная времени RC-цепи. Используется τ = R × C.
Почему важна постоянная времени
Сначала конденсатор заряжается или разряжается через резистор.
Затем напряжение меняется медленно, а не сразу.
Далее, τ показывает, как быстро напряжение приближается к конечному значению.
Приблизительно через 5 × τ напряжение превышает 99% конечного уровня.
Как работает энергия
Конденсатор хранит энергию в пространстве между своими пластинами.
По мере добавления заряда напряжение увеличивается от 0 до V. В среднем оно составляет V/2.
Поскольку заряд Q = C × V, получаем E = ½ C V².
Если вы удваиваете V, энергия увеличивается в четыре раза. Если вы удваиваете C, энергия увеличивается в два раза.
Где вы используете эти значения
- Для фильтров и сглаживания линий электропередачи. Большая C и правильная R устраняют шумы.
- Для таймеров и задержек. τ задает длительность импульса.
- Для энергетических импульсов, таких как вспышки фотоаппаратов. Им требуется быстрое высвобождение накопленной энергии.
Примечание: Эти формулы предполагают идеальные детали. Реальные детали имеют дополнительное сопротивление и допуск. Это может немного изменить τ и E.
Быстрый пример
- Пусть C = 10 мкФ, V = 5 В и R = 2 кОм.
- Тогда
- E = ½ × 10×10⁻⁶ F × 5² = 0,000125 Дж
- τ = 2000 Ом × 10×10⁻⁶ Ф = 0,02 с
Проверка на осциллографе
- Сначала посмотрите на осциллографе, как растет напряжение.
- Затем запишите время, необходимое для достижения 63% V. Оно должно совпадать с τ.
- После 5 × τ напряжение должно быть почти равно V.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Микрофарады и килоомы упрощают ввод общих значений в электронике; скрипт автоматически конвертирует их в SI.
Для последовательных конденсаторов сначала рассчитайте эквивалентную емкость C, а затем примените приведенные ниже формулы.
τ указывает, как быстро заряжается или разряжается напряжение на конденсаторе (63,21 ТП3Т после одного τ).
Расчеты основаны на идеальных компонентах; реальные допуски могут повлиять на точные значения.
Использование в конструкции фильтров, синхронизации импульсов, схемах датчиков и изучении поведения RC.
