Калькулятор емкости

Автор: Henrick Yau
- July 21, 2026
| |

Калькулятор емкости

Рассчитайте ёмкость различных типов и конфигураций конденсаторов. Этот калькулятор поддерживает плоские, цилиндрические, сферические конденсаторы, а также последовательное и параллельное соединение.

Выберите тип конденсатора

Расширенные настройки

О емкости

Емкость — это мера способности конденсатора накапливать электрический заряд при заданной разности потенциалов (напряжении). Единицей измерения емкости в СИ является фарад (Ф), равный одному кулону на вольт (Кл/В).

Плоский конденсатор

Плоский конденсатор состоит из двух параллельных проводящих пластин, разделенных диэлектрическим материалом.

  • Формула: C = ε₀εᵣA/d
  • ε₀: Электрическая постоянная (8,85 × 10⁻¹² Ф/м)
  • εᵣ: Относительная диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая постоянная) материала между пластинами
  • A: Площадь перекрытия пластин
  • d: Расстояние между пластинами
Цилиндрический конденсатор

Цилиндрический конденсатор состоит из двух коаксиальных цилиндрических проводников, разделенных диэлектрическим материалом.

  • Формула: C = 2πε₀εᵣL/ln(b/a)
  • L: Длина цилиндров
  • a: Радиус внутреннего цилиндра
  • b: Радиус внешнего цилиндра
  • ln(b/a): Натуральный логарифм отношения внешнего радиуса к внутреннему
Сферический конденсатор

Сферический конденсатор состоит из двух концентрических сферических проводящих оболочек, разделенных диэлектрическим материалом.

  • Формула: C = 4πε₀εᵣab/(b-a)
  • a: Радиус внутренней сферы
  • b: Радиус внешней сферы
Последовательное соединение

При последовательном соединении конденсаторов обратная величина эквивалентной емкости равна сумме обратных величин отдельных емкостей.

  • Формула: 1/C_экв = 1/C₁ + 1/C₂ + ... + 1/Cₙ
  • Эквивалентная ёмкость всегда меньше наименьшей индивидуальной ёмкости
Параллельное соединение

При параллельном соединении конденсаторов эквивалентная ёмкость равна сумме индивидуальных ёмкостей.

  • Формула: C_экв = C₁ + C₂ + ... + Cₙ
Энергия, запасённая в конденсаторе

Энергия, запасённая в заряженном конденсаторе:

  • Формула: E = ½CV²
  • C: Емкость
  • V: Напряжение на конденсаторе
Распространённые диэлектрические материалы
Материал Диэлектрическая проницаемость (εᵣ) Пробивное напряжение (МВ/м)
Вакуум 1.0 -
Воздух 1.0006 3
Бумага 2.0-4.0 16
Полиэтилен 2.1 50
Полипропилен 2.2 40
ПВХ 3.4 14
Слюда 5.0 100
Стекло 5.0-10.0 14
Керамика 20-12000 8
Вода 80.0 -
Применение конденсаторов
  • Накопление энергии: Быстрое накопление и высвобождение электрической энергии, например, в фотовспышках
  • Стабилизация питания: Сглаживание колебаний напряжения в источниках питания
  • Связь/развязка сигналов: Блокировка постоянного тока при пропускании переменного
  • Фильтры: Создание частотно-избирательных цепей
  • Настройка: Выбор определённых частот в радиосхемах
  • Таймеры: Создание временных задержек в цепях
  • Датчики: Обнаружение изменений положения, давления или влажности

Что такое калькулятор емкости?

Калькулятор емкости — это простой в использовании онлайн-инструмент, который помогает определить емкость различных типов конденсаторов. Работаете ли вы с базовым плоским конденсатором или более сложной цилиндрической или сферической конфигурацией, этот инструмент предоставляет быстрые и понятные результаты.

Он также рассчитывает общую емкость для комбинаций конденсаторов, соединенных последовательно или параллельно, и даже оценивает накопленную энергию при подаче напряжения.

Используемые формулы емкости

Плоский конденсатор:
\( C = \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{A}{d} \)
Цилиндрический конденсатор:
\( C = 2\pi \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{L}{\ln(b/a)} \)
Сферический конденсатор:
\( C = 4\pi \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{ab}{b - a} \)
Конденсаторы последовательно:
\( \frac{1}{C_{eq}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \dots + \frac{1}{C_n} \)
Конденсаторы параллельно:
\( C_{eq} = C_1 + C_2 + \dots + C_n \)
Накопленная энергия:
\( E = \frac{1}{2} C V^2 \)

Ключевые особенности

  • Поддерживает несколько типов конденсаторов: плоские, цилиндрические, сферические
  • Обрабатывает последовательные и параллельные комбинации
  • Позволяет выбирать или вводить значения диэлектрического материала
  • Настраиваемый вывод с опциями единиц измерения и десятичных знаков
  • Показывает подробные шаги расчета
  • Оценивает накопленную энергию на основе введенного напряжения

Как использовать калькулятор

  1. Выберите тип конденсатора или соединения, которое хотите рассчитать.
  2. Введите необходимые размеры и значения:
    • Для геометрических конденсаторов: укажите площадь, расстояние, радиус или длину
    • Для комбинированных конденсаторов: введите отдельные значения емкости
  3. Выберите диэлектрический материал или введите собственную диэлектрическую проницаемость.
  4. Настройте дополнительные параметры, такие как единицы вывода, количество десятичных знаков и параметры отображения.
  5. Нажмите Рассчитать, чтобы увидеть результаты.
  6. Используйте ввод напряжения, чтобы узнать, сколько энергии может накопить конденсатор.

Кому это будет полезно?

Этот калькулятор полезен для студентов, преподавателей, радиолюбителей и профессионалов, работающих над проектированием схем или выбором компонентов. Изучаете ли вы принципы работы конденсаторов или нуждаетесь в точных результатах для своего проекта, он предлагает быстрое и надежное решение.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Что такое емкость?

О: Емкость — это способность компонента накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Она измеряется в фарадах (Ф).

В: Что представляет собой диэлектрическая проницаемость (εᵣ)?

О: Она показывает, насколько материал увеличивает способность конденсатора накапливать заряд по сравнению с вакуумом. Более высокие значения обычно приводят к большей емкости.

В: Что происходит при последовательном или параллельном соединении конденсаторов?

О: При последовательном соединении общая емкость меньше, чем у самого маленького конденсатора. При параллельном соединении общая емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

В: Можно ли использовать этот инструмент для оценки накопления энергии?

О: Да, введите значение напряжения, чтобы увидеть накопленную энергию по формуле \( E = \frac{1}{2}CV^2 \).

В: Какие единицы измерения поддерживает этот калькулятор?

О: Вы можете выбирать из широкого диапазона единиц, включая фарады (Ф), миллифарады (мФ), микрофарады (мкФ), нанофарады (нФ) и пикофарады (пФ), а также единицы длины и площади.

Зачем использовать этот калькулятор?

Он предоставляет быстрые и надежные результаты без необходимости ручных формул или преобразований. Проверяете ли вы домашнее задание, собираете схему или просто интересуетесь, этот инструмент поможет вам легче понять и работать с конденсаторами.