Энергия конденсатора онлайн калькулятор – Формула расчета энергии конденсаторов: плоские и заряженные конденсаторы

калькулятор для онлайн расчета и формула

Конденсатор – это компонент электрической цепи, который состоит из двух проводящих обкладок, разделенных слоем диэлектрика. Обычно из них выходит два вывода для включения в электрическую цепь. Особенностью конденсатора является его возможность накапливать энергию, за счет удерживания носителей зарядов в электрическом поле. Ёмкость конденсатора, единица измерения которой микрофарады, определяет количество запасаемой энергии, а её единица измерения в любом виде – Джоуль. Интересно то, что формула для расчёта подобна формуле вычисления кинетической энергии:

W=(CU2)/2

То есть в вычислениях участвует напряжение и ёмкость. Но вычисление накопленной энергии используется также часто, как определение времени заряда конденсатора. Это особенно важно при расчете времени коммутации полупроводниковых ключей в электронике, или времени протекания переходных процессов. Такие возможности даёт наш онлайн калькулятор для расчета энергии в конденсаторе:

Для этого в интерфейс нужно внести емкость, напряжение которое к нему прикладывают и сопротивление, через которое происходит заряд. В результате калькулятор предоставит информацию о том, сколько энергии и за какое время зарядится.

Расчёты и практика показывает, что время заряда не зависит от приложенного напряжения, оно связано с величиной сопротивления цепи. Даже если нет в схеме резисторов и зарядка происходит от источника питания – ёмкость не зарядится мгновенно, в любом случае есть переходное сопротивление контактов, проводников, источника питания.

Чтобы рассчитать время заряда, обратите внимание на формулу:

Tзаряда=3-5t

t=RC

То есть, чем больше сопротивление или ёмкость, тем дольше происходит зарядка. На этом ответ на вопрос «Как посчитать, сколько энергии накапливается в ёмкости?» можно окончить. Наш онлайн-калькулятор предоставит всю описанную выше информацию и проведет расчеты сразу после клика по кнопке «Вычислить».

Калькуляторы электрика онлайн

Если вы хотите рассчитать величину накапливаемого в конденсаторе заряда, воспользуйтесь онлайн калькулятором. Он позволит избежать длительных вычислений и лишних затрат времени, так как вам понадобиться лишь внеси все данные и нажать одну кнопку, а последующие операции по расчетам будут производиться автоматически.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если вы решили сконструировать спиральную антенну в домашних условиях, то обязательно столкнетесь со сложностью расчета ее параметров вручную. Из-за большого количества формул и технических особенностей их применения по отношению к реальной ситуации, вычисления вручную займут много времени и сил. Поэтому куда выгоднее использовать онлайн калькулятор для расчета спиральной антенны в автоматическом режиме.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если вам нужно заменить старую катушку индуктивности, работавшую с соленоидом и подобрать новую в соответствии с прежними параметрами устройства, проверьте новый индуктивный элемент с помощью онлайн калькулятора. Который вычислит генерируемую электромагнитную силу. Основное преимущество данного онлайн калькулятора – возможность производить вычисления в автоматическом режиме, минуя длительные и утомительные расчеты.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Определение величины тока, протекающего в электрической цепи, связано с необходимостью вывода формул под имеющиеся параметры и источника, и подключенных к сети устройств. Такой процесс может привести к значительным затратам времени и сил, поэтому куда выгоднее использовать для вычисления онлайн калькулятор расчета тока в цепи, который производит все операции в автоматическом режиме.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если вам необходимо произвести пересчет величины светового потока из Люменов в Кандела, воспользуйтесь услугами данного онлайн калькулятора. Он позволит значительно сэкономить время и силы, затрачиваемые на вычисления вручную. Внесите данные в калькулятор расчета светового потока светодиода и нажмите кнопку, а машина выполнить все расчеты самостоятельно.

Заметки Электрика
Заметки Электрика

Для расчета номинала резистора, включаемого в цепь светодиода, воспользуйтесь онлайн калькулятором. Данная опция позволит вам получить все необходимые характеристики дополнительного элемента и выдаст самую близкую величину из существующих моделей. Использование онлайн калькулятора расчета резистора для светодиода позволит вам значительно сэкономить время и силы, затрачиваемые на вычисления вручную.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Потери напряжения в электрическом кабеле на большом протяжении линии может вносить значительные коррективы в работу устройств за счет потери напряжения в проводнике. Для определения величины потерь необходимо производить расчет падения напряжения в электрическом кабеле. Для вычислений вы можете использовать соответствующие математические формулы или воспользоваться онлайн калькулятором.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Большинство последовательно включенных резистивных элементов можно без проблем привести к одному общему посредством сложения их значений. В этом вам поможет онлайн калькулятор расчета последовательного соединения резисторов. С помощью такой опции вы сможете в кратчайшие сроки сделать вычисления и подобрать нужные номиналы сопротивления без лишних усилий.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Для определения полного сопротивления каких-либо участков сети необходимо знать и активную, и реактивную составляющую. Вычисление реактивного сопротивления какого-либо конденсатора или катушки, включенного в электрическую сеть, производится при помощи онлайн калькулятора или вручную. Калькулятор является наиболее простым и удобным вариантом, так как не требует затрат времени на сложные вычисления.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если вам необходимо посчитать суммарную величину для параллельно соединенных резисторов, вы можете значительно упростить себе задачу, если воспользуйтесь онлайн калькулятором. Данная опция позволит значительно сократить время на вычисления и сэкономит силы, затрачиваемые на расчеты.

Заметки Электрика
Заметки Электрика

На этой странице вы сможете воспользоваться онлайн калькулятором расчета освещения в комнате. Не нужно делать сложные вычисления по формулам, куда проще вычислить освещенность с помощью быстрого калькулятора.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если у вас возникли сложности с определением номинального значения сопротивления резистора с проволочными выводами по его маркировке, вы можете сделать это с помощью вычислений по одной из представленых методик или посредством онлайн калькулятора. Первый способ отнимет у вас огромное количество времени и сил, а для второго вам понадобиться ввести данные в соответствующие поля и получить интересующий вас результат.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Последовательно соединенные конденсаторы присутствуют в работе электрических схем многих электронных устройств. Расчет их суммарной емкости производится путем деления произведения емкостей последовательно соединенных конденсаторов на их сумму. Чтобы избежать затрат времени на вывод формулы, длительные расчеты и связанные с ними неудобства, воспользуйтесь услугами онлайн калькулятора.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если вы решили заменить испорченный конденсатор несколькими, но другой емкости, или вам понадобилось рассчитать результирующую емкость параллельного соединения каких-либо емкостных элементов, воспользуйтесь этим онлайн калькулятором. Эта опция позволит вам сэкономить время, затрачиваемое на расчеты вручную, и существенно упростит задачу.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если вы собрались изготовить плату своими руками или заменить вышедший со строя SMD-резистор, и не знаете как определить его сопротивление, вы можете воспользоваться методами расчета вручную. Но такая процедура может затянуться на неопределенный период и занять у вас много времени. Поэтому куда выгоднее воспользоваться для расчета сопротивления онлайн калькулятором маркировки SMD-резистора.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Расчет многослойной катушки, в сравнении с однослойной, усложняется за счет появления нескольких слоев, значительно меняющих и усложняющих формулу для определения индуктивности. В данном случае вы можете проделать кропотливый и нелегкий труд по вычислению параметров проводника и количества витков по известным данным катушки или просто воспользоваться онлайн калькулятором для расчета многослойной катушки индуктивности.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если вы решили самостоятельно сконструировать 555 таймер для какого-либо электронного устройства, вы можете произвести расчет при помощи приведенных в статье формул. Но при этом придется затратить огромное количество времени и сил. Для упрощения процедуры вы можете отложить в сторону вычислительную машинку и воспользоваться онлайн калькулятором для расчета параметров 555 таймера.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если в процессе эксплуатации какого-либо устройства вам потребовалось заменить в нем катушку индуктивности, то ее можно намотать и самостоятельно. Главное, при этом, чтобы их индуктивность совпадала. Для расчета индуктивности получившегося элемента можно произвести вычисления по формулам. Или значительно упростить себе задачу, использовав онлайн калькулятор.

Заметки Электрика Заметки Электрика

На практике случаются ситуации, когда нет возможности заменить перегоревший предохранитель на новый. Но вместо этого можно выполнить его ремонт, заменив плавкую вставку. Для этого подойдет любая проволока определенного сечения. А чтобы узнать, какое сечение или диаметр вам необходимы, воспользуйтесь этим онлайн калькулятором.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Последовательное соединение элементов с различным характером нагрузки значительно усложняет определение полного сопротивления цепи. Для расчета импеданса может использоваться как метод векторного сложения, так и сложение комплексных величин. Но оба варианта достаточно сложны и отнимают много времени, поэтому, гораздо проще рассчитать импеданс с помощью онлайн калькулятора.

Заметки Электрика Заметки Электрика

Если у вас возникла необходимость подсчитать импеданс в цепи параллельно соединенного резистора, катушки и конденсатора, вы можете сделать это вручную и потратить уйму времени или воспользоваться онлайн калькулятором и получить нужные данные за несколько секунд. Укажите в калькуляторе параметры элементов и нажмите кнопку «Рассчитать».

Заметки Электрика Заметки Электрика

Любой электрический провод, вытянутый в прямую линию, обладает индуктивностью даже без витков. Если вы не уверены, что его индуктивность не окажет влияния на работу какого-то устройства или вам обязательно необходимо учитывать этот параметр, вы можете выполнить расчет по формуле. Или упросить этот процесс при помощи онлайн калькулятора.

Заметки Электрика

Энергия конденсатора, теория и примеры

Определение и общие сведения о энергии конденсатора

В том случае, если обкладки заряженного конденсатора замыкают при помощи проводника, то в проводнике появляется электрический ток, и через некоторое время конденсатор разряжается. При прохождении тока по проводнику выделяется некоторое количество теплоты, следовательно, конденсатор, обладающий зарядом, имеет энергию.

Определим энергию заряженного конденсатора. Будем считать, что конденсатор заряжают и этот процесс происходит очень медленно. Мгновенное значение напряжения между его обкладками обозначим как u. Так как процесс зарядки считаем квазистатическим, между обкладками увеличивается бесконечно медленно. Тогда потенциал каждой обкладки в каждый момент времени можно считать одинаковым в любом месте обкладки. При увеличении заряда обкладки на величину dq, совершается внешняя работа (работа источника) равная :

   

Используем формулу, которая связывает заряд, емкость и напряжение, получим:

   

В том случае, если емкость не зависит от напряжения электрического поля, то работа идет на увеличение энергии конденсатора (dW). Проинтегрируем выражение (2), учитывая, что напряжение изменяется от 0 до величины U, имеем:

   

Применяя формулу:

   

выражение для энергии поля конденсатора можно преобразовать к виду:

   

Именно благодаря своей способности запасать энергию, конденсаторы имеют большое значение в радиотехнике и электронике.

Энергия поля плоского конденсатора

Напряжение между обкладками плоского конденсатора может быть найдено как:

   

где d — расстояние между пластинами конденсатора. Учитывая, что для плоского конденсатора емкость определена выражением:

   

имеем:

   

где – объем конденсатора; E – напряженность электрического поля в конденсаторе. Объемная плотность энергии (w) может быть найдена как:

   

Примеры решения задач

Электричество и магнетизм

Процесс возникновения зарядов на обкладках конденсатора можно пред­ставить так, что от одной обкладки последовательно отнимают очень малые порции заряда  и перемещают на другую обкладку (рис. 2.20). В этом случае можно записать соотношения, аналогичные формулам предыдущего раздела:

(2.53)

Здесь  разность потенциалов между обкладками, а заряд конденсатора в момент переноса . Чтобы зарядить незаряженный конденсатор некоторым конечным зарядом  требуется затратить работу

 

 

(2.54)

 

 

Рис. 2.20. Процесс зарядки конденсатора 

Это и есть энергия, запасенная в конденсаторе. Ее можно также записать в виде:

 

 

(2.55)

 

 

Видео 2.11. Энергия заряженного конденсатора и её возможное использование.

Выбор любой из этих эквивалентных формул диктуется условиями решаемой задачи. Заметим также, что применение общей формулы (2.41) для энергии системы зарядов также приводит к этим выражениям:

(2.56)

В случае плоского конденсатора напряженность поля внутри него не зависит от расстояния между пластинами. Это позволяет взглянуть на процесс зарядки конденсатора с другой стороны. Предположим, что заряды  уже имеются на пластинах, которые расположены бесконечно близко друг от друга. Энергия в такой системе равна нулю, т. к. поверхностные заряды компенсируют друг друга. Станем отодвигать одну из обкладок. Со стороны другой обкладки на нее действует сила, равная произведению заряда обкладки  на напряженность поля , созда­ваемого покоящейся обкладкой (это поле в два раза меньше полного поля в конденсаторе):

 

При раздвижении пластин друг от друга на расстояние  совершается работа  и такой же будет запасенная в конденсаторе энергия:

 

Калькулятор расчета емкости конденсатора — онлайн

Основной функцией каждого конденсатора является накопление электрического заряда и его одномоментная отдача в нужное время. Данные приборы используются во многих электрических схемах, существенно улучшая качество их работы. Для правильного выбора и оптимизации данных устройств используйте онлайн калькулятор расчета емкости конденсатора. Достаточно ввести в таблицу исходные данные, чтобы получить определенные результаты.

Как рассчитать емкость конденсатора

Расчеты, производимые с помощью онлайн калькулятора, позволяют вычислить емкость конденсатора в течение нескольких секунд. Кроме этого параметра, можно определить показатели заряда, мощности, тока, энергии и прочих качеств конденсатора, необходимых в конкретном устройстве.

Наиболее часто встречаются электролитические конденсаторы, применяемые в схеме асинхронного электродвигателя. Конструкции этих устройств могут быть полярными или неполярными. В первом случае отмечается более высокая емкость, поэтому перед подключением конденсатора к двигателю, необходимо в обязательном порядке выполнить расчеты. С помощью проводимых вычислений устанавливается необходимая емкость, соответствующая конкретному двигателю.

Особое значение придается дополнительным расчетам при эксплуатации трехфазных электродвигателей. В обычном режиме конденсатор функционирует нормально, однако при включении в однофазную сеть, его емкость заметно снижается. Это приводит к увеличению частоты вращения вала. Предварительные расчеты и правильное подключение позволяют избежать подобных ситуаций.

При запуске асинхронного двигателя, работающего от напряжения 220 вольт, требуется конденсатор с высокой емкостью. В связи с этим, невозможно обойтись без проведения расчетов с помощью онлайн калькулятора. Проведение расчетов полностью зависит от способа соединения обмоток электродвигателя. Данное соединение может быть выполнено двумя способами – звездой и треугольником. В первом случае применяется формула Ср=2800хI/U, а для второго случая используется немного измененная формула Ср=4800хI/U.

Следует учитывать, что в цепочке соединенных конденсаторов емкость пускового устройства должна быть примерно в три раза выше, чем в рабочем приборе. Для расчета применяется формула Сп=2.5хСр, в которой Сп и Ср являются соответственно пусковым и рабочим конденсатором.

Методика расчета заряда конденсатора

В начальной стадии заряд любого прибора имеет нулевое значение. После подключения к гальваническому элементу или другому источнику постоянного тока происходит зарядка конденсатора.

В таблицу калькулятора вводятся такие данные, как значение ЭДС источника тока в вольтах, сопротивление, измеряемое в омах, емкость прибора в микрофарадах и время зарядки в миллисекундах. В результате вычислений появляются точные данные, характеризующие заряд конкретного конденсатора и определяющие его оптимальное использование в той или иной схеме.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *