Что считает этот калькулятор
Калькулятор ёмкости конденсатора помогает подобрать нужную ёмкость для двух типичных инженерных задач: накопления заданного электрического заряда при определённом напряжении и сглаживания пульсаций напряжения в источнике постоянного тока. Введите свои значения — и инструмент выдаст требуемую ёмкость в фарадах, микрофарадах и нанофарадах.
Как пользоваться
Выберите режим. В режиме «Заряд и напряжение» укажите заряд Q в кулонах и напряжение V в вольтах. В режиме «Сглаживание пульсаций» введите ток нагрузки I в амперах, частоту пульсаций f в герцах (100 Гц для двухполупериодного выпрямителя при сети 50 Гц, 120 Гц при сети 60 Гц) и максимально допустимое напряжение пульсаций. Ответ смотрите в выделенном поле и в таблице пересчёта под ним.
Разбор формулы
Ёмкость определяется как $$C = \frac{Q}{V}$$ заряд, который хранит конденсатор, делённый на напряжение на его обкладках, измеряется в фарадах. Для сглаживающего конденсатора используют приближённую формулу $$C = \frac{I}{f \times U_{\text{пульс}}}$$ Она исходит из того, что конденсатор должен отдавать ток нагрузки \(I\) примерно в течение одного периода пульсаций \(1/f\), пока напряжение проседает на величину \(U_{\text{пульс}}\).
Пример расчёта
Нагрузка 1 А при двухполупериодном выпрямлении сети 50 Гц (f = 100 Гц) с допустимыми пульсациями 1 В требует $$C = \frac{1}{100 \times 1} = 0{,}01 \text{ Ф} = 10\,000 \text{ мкФ}$$ Лучше взять ближайший больший стандартный номинал — это даст запас на разброс параметров и старение.
Частые вопросы
Какую частоту пульсаций брать? Двухполупериодный мост удваивает частоту сети, поэтому используйте 100 Гц для сети 50 Гц и 120 Гц для сети 60 Гц. Однополупериодный выпрямитель работает на частоте самой сети.
Почему получается такая большая ёмкость? Сглаживающие конденсаторы крупные, ведь им приходится отдавать реальный ток в течение миллисекунд. Десятки тысяч микрофарад — обычное дело для нагрузок в несколько ампер.
Какое рабочее напряжение нужно? Выбирайте конденсатор с запасом по напряжению относительно пикового постоянного — не менее 1,25–1,5 от рабочего напряжения для надёжности.
