Kondensator-Rechner

Elektrik
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📝 So funktioniert es:
Berechnet Ladung und Energie eines Kondensators bei gegebener Kapazität und Spannung

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Kondensator-Rechner: Ladung und Energie berechnen

Kondensatoren speichern elektrische Ladung und Energie. Unser Rechner ermittelt wichtige Parameter für:

  • Siebkondensatoren: Netzteile und Spannungsglättung
  • Zeitglieder: RC-Glieder für Timer-Schaltungen (555)
  • Motorkondensatoren: Anlaufkondensatoren dimensionieren
  • Energiespeicher: Blitz-Kondensatoren, Supercaps
  • Filter-Design: Hochpass, Tiefpass, Bandpass

Wichtige Formeln:

  • Q = C × U (Ladung = Kapazität × Spannung)
  • E = ½ × C × U² (Energie = ½ × Kapazität × Spannung²)
  • τ = R × C (Zeitkonstante = Widerstand × Kapazität)

Einheiten: 1 Farad (F) ist sehr groß. Üblich sind:

  • pF (Pikofarad) = 10⁻¹² F - HF-Technik, Keramikkondensatoren
  • nF (Nanofarad) = 10⁻⁹ F - Audio, Filter
  • µF (Mikrofarad) = 10⁻⁶ F - Netzteile, Elkos
  • mF (Millifarad) = 10⁻³ F - Supercaps

Beispiel: Ein 1000µF Elko an 12V speichert Q = 0,012 Coulomb und E = 0,072 Joule. Beim Entladen über 100Ω: Zeitkonstante τ = 0,1s, nach 5τ (0,5s) ist er praktisch entladen. Wichtig: Spannung quadratisch in Energie! Doppelte Spannung = vierfache Energie.

Ladung und Energie typischer Kondensatoren

Berechnet mit Q = C × U und E = ½ × C × U² bei der angegebenen Spannung:

KapazitätSpannungLadung QEnergie E
10 µF400 V4,00 mC800,0 mJ
100 µF25 V2,50 mC31,2 mJ
470 µF35 V16,4 mC287,9 mJ
1.000 µF16 V16,0 mC128,0 mJ
2.200 µF25 V55,0 mC687,5 mJ
4.700 µF63 V296,1 mC9,33 J
1 F (Supercap)2,7 V2,70 C3,65 J
10 F (Supercap)2,7 V27,0 C36,5 J

RC-Zeitkonstante τ = R × C

Nach τ ist der Kondensator auf rund 63 % geladen, nach 5τ praktisch vollständig (über 99 %):

WiderstandKapazitätτ5τ (voll geladen)
1 kΩ100 µF0,100 s0,50 s
10 kΩ10 µF0,100 s0,50 s
10 kΩ100 µF1,000 s5,00 s
47 kΩ22 µF1,034 s5,17 s
100 kΩ10 µF1,000 s5,00 s
1 MΩ1 µF1,000 s5,00 s