Что это за калькулятор энергии конденсатора?
Конденсатор накапливает электрическую энергию в электрическом поле между своими обкладками. Этот калькулятор покажет, сколько именно энергии (в джоулях) хранит конденсатор, заряженный до заданного напряжения. Введите ёмкость и напряжение — и получите сразу две величины: запасённую энергию и накопленный заряд. Инструмент опирается на универсальные законы физики и работает с любой системой единиц, если вы используете единицы СИ (фарады и вольты).
Как пользоваться калькулятором
Введите ёмкость в фарадах (Ф). Помните, что реальные конденсаторы обычно маркируются в микрофарадах (мкФ) или нанофарадах (нФ): 1 мкФ = 0,000001 Ф, а 1 нФ = 0,000000001 Ф. Затем укажите напряжение в вольтах (В). Нажмите «Рассчитать», чтобы увидеть энергию в джоулях и заряд в кулонах.
Разбираем формулу
Энергия, запасённая в конденсаторе, вычисляется по формуле $$E = \tfrac{1}{2} \cdot C \cdot V^{2}$$ Энергия растёт линейно с ёмкостью, но пропорционально квадрату напряжения — поэтому при увеличении напряжения вдвое запасённая энергия возрастает в четыре раза. Накопленный заряд равен \(Q = C \cdot V\) и измеряется в кулонах.
Пример расчёта
Допустим, конденсатор ёмкостью 0,001 Ф (1000 мкФ) заряжён до 12 В. Тогда энергия составит $$E = \tfrac{1}{2} \times 0{,}001 \times 12^{2} = 0{,}5 \times 0{,}001 \times 144 = \mathbf{0{,}072 \text{ Дж}}$$ А накопленный заряд равен \(Q = 0{,}001 \times 12 = \mathbf{0{,}012 \text{ Кл}}\).
Частые вопросы
Почему напряжение возводится в квадрат? Потому что работа по переносу заряда на обкладки растёт по мере повышения напряжения, и суммарная энергия (полученная интегрированием) зависит от \(V^{2}\).
Какие единицы использовать? Берите фарады и вольты, чтобы получить ответ в джоулях. Чтобы перевести мкФ в Ф, сначала разделите значение на миллион.
Подходит ли калькулятор для суперконденсаторов (ионисторов)? Да — у суперконденсаторов просто очень большая ёмкость (часто несколько фарад), поэтому при том же напряжении они запасают гораздо больше энергии.
