Capaciteitscalculator

Categorie: Natuurkunde
- 14 april 2025
| |

Bereken de capaciteit van verschillende soorten en configuraties van condensatoren. Deze calculator ondersteunt parallelle platen, cilindrische, sferische condensatoren en condensatoren in serie of parallelle verbindingen.

Selecteer type condensator

Geavanceerde opties

Over capaciteit

Capaciteit is een maat voor het vermogen van een condensator om elektrische lading op te slaan voor een gegeven potentiaalverschil (spanning). De SI-eenheid van capaciteit is de farad (F), wat gelijk is aan Ć©Ć©n coulomb per volt (C/V).

Parallelle plaatcondensator

Een parallelle plaatcondensator bestaat uit twee parallelle geleidende platen die van elkaar zijn gescheiden door een dielectrisch materiaal.

  • Formule: C = Īµā‚€Īµįµ£A/d
  • Īµā‚€: Permittiviteit van de vrije ruimte (8.85 Ɨ 10ā»Ā¹Ā² F/m)
  • Īµįµ£: Relatieve permittiviteit (dielectrische constante) van het materiaal tussen de platen
  • A: Overlappende oppervlakte van de platen
  • d: Afstand tussen de platen
Cilindrische condensator

Een cilindrische condensator bestaat uit twee co-axiale cilindrische geleiders die van elkaar zijn gescheiden door een dielectrisch materiaal.

  • Formule: C = 2Ļ€Īµā‚€Īµįµ£L/ln(b/a)
  • L: Lengte van de cilinders
  • a: Radius van de binnenste cilinder
  • b: Radius van de buitenste cilinder
  • ln(b/a): Natuurlijke logaritme van de verhouding van de buiten- tot binnenradius
Sferische condensator

Een sferische condensator bestaat uit twee concentrische sferische geleidingsschalen die van elkaar zijn gescheiden door een dielectrisch materiaal.

  • Formule: C = 4Ļ€Īµā‚€Īµįµ£ab/(b-a)
  • a: Radius van de binnenste bol
  • b: Radius van de buitenste bol
Condensatoren in serie

Wanneer condensatoren in serie zijn geschakeld, is de omgekeerde waarde van de equivalente capaciteit gelijk aan de som van de omgekeerde waarden van de individuele capaciteiten.

  • Formule: 1/C_eq = 1/Cā‚ + 1/Cā‚‚ + ... + 1/Cā‚™
  • De equivalente capaciteit is altijd kleiner dan de kleinste individuele capaciteit
Condensatoren in parallel

Wanneer condensatoren parallel zijn geschakeld, is de equivalente capaciteit de som van de individuele capaciteiten.

  • Formule: C_eq = Cā‚ + Cā‚‚ + ... + Cā‚™
Energie opgeslagen in een condensator

De energie die is opgeslagen in een geladen condensator is:

  • Formule: E = Ā½CVĀ²
  • C: Capaciteit
  • V: Spanning over de condensator
Veelvoorkomende dielectrische materialen
Materiaal Dielectrische constante (Īµįµ£) Doorbraakspanning (MV/m)
Vacuum 1.0 -
Lucht 1.0006 3
Papier 2.0-4.0 16
Polyethyleen 2.1 50
Polypropyleen 2.2 40
PVC 3.4 14
Mica 5.0 100
Glas 5.0-10.0 14
Ceramiek 20-12000 8
Water 80.0 -
Toepassingen van condensatoren
  • Energieopslag: Opslaan en snel vrijgeven van elektrische energie, zoals in camera-flitsen
  • Stroomconditionering: Het gladstrijken van spanningsfluctuaties in voedingen
  • Signaalkoppeling/-ontkoppeling: DC blokkeren terwijl AC kan passeren
  • Filters: Het creĆ«ren van frequentie-selectieve circuits
  • Afstemming: Het selecteren van specifieke frequenties in radiocircuits
  • Tijdregistratie: Het creĆ«ren van tijdvertragingen in circuits
  • Sensoren: Het detecteren van veranderingen in positie, druk of vochtigheid

Wat is een Capacitantie Calculator?

De Capacitantie Calculator is een gebruiksvriendelijke online tool die je helpt de capacitantie van verschillende soorten condensatoren te bepalen. Of je nu werkt met een eenvoudige parallelle plaatcondensator of een complexere cilindrische of sferische configuratie, deze tool biedt snelle en duidelijke resultaten.

Het berekent ook de totale capacitantie voor combinaties van condensatoren die in serie of parallel zijn verbonden, en schat zelfs de opgeslagen energie wanneer een spanning wordt toegepast.

Gebruikte Capacitantie Formules

Parallelle Plaatcondensator:
\( C = \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{A}{d} \)
Cilindrische Condensator:
\( C = 2\pi \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{L}{\ln(b/a)} \)
Sferische Condensator:
\( C = 4\pi \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac{ab}{b - a} \)
Condensatoren in Serie:
\( \frac{1}{C_{eq}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \dots + \frac{1}{C_n} \)
Condensatoren in Parallel:
\( C_{eq} = C_1 + C_2 + \dots + C_n \)
Opgeslagen Energie:
\( E = \frac{1}{2} C V^2 \)

Belangrijkste Kenmerken

  • Ondersteunt meerdere soorten condensatoren: parallelle plaat, cilindrisch, sferisch
  • Behandelt serie- en parallelcombinaties
  • Laat je waarden van diĆ«lektrisch materiaal selecteren of invoeren
  • Aanpasbare output met eenheden- en decimaalopties
  • Toont gedetailleerde berekeningsstappen
  • Schat opgeslagen energie op basis van spanningsinvoer

Hoe gebruik je de Calculator

  1. Selecteer het type condensator of verbinding dat je wilt berekenen.
  2. Voer de vereiste afmetingen en waarden in:
    • Voor geometrische condensatoren: voer oppervlakte, afstand, straal of lengte in
    • Voor gecombineerde condensatoren: voer individuele capacitantie waarden in
  3. Kies het diƫlektrisch materiaal of voer een aangepaste diƫlektrische constante in.
  4. Pas geavanceerde instellingen aan zoals uitvoereenheden, aantal decimalen en weergaveopties.
  5. Klik op Berekenen om de resultaten te bekijken.
  6. Gebruik de spanningsinvoer om te zien hoeveel energie de condensator kan opslaan.

Voor Wie Is Dit Nuttig?

Deze calculator is nuttig voor studenten, docenten, elektronica-hobbyisten en professionals die werken aan circuitontwerp of componentselectie. Of je nu leert hoe condensatoren werken of nauwkeurige resultaten nodig hebt voor je project, het biedt een snelle en betrouwbare oplossing.

Veelgestelde Vragen (FAQ)

V: Wat is capacitantie?

A: Capacitantie is het vermogen van een component om elektrische energie op te slaan in een elektrisch veld. Het wordt gemeten in farad (F).

V: Wat stelt de diĆ«lektrische constante (Īµįµ£) voor?

A: Het geeft aan hoeveel een materiaal het vermogen van een condensator om lading op te slaan verhoogt in vergelijking met een vacuĆ¼m. Hogere waarden leiden over het algemeen tot een hogere capacitantie.

V: Wat gebeurt er als ik condensatoren in serie of parallel verbind?

A: In serie is de totale capacitantie kleiner dan de kleinste individuele condensator. In parallel is de totale capacitantie de som van de individuele condensatoren.

V: Kan ik deze tool gebruiken om energieopslag te schatten?

A: Ja, voer een spanningswaarde in om de opgeslagen energie te zien met behulp van de formule \( E = \frac{1}{2}CV^2 \).

V: Welke eenheden ondersteunt deze calculator?

A: Je kunt kiezen uit een breed scala aan eenheden, waaronder farad (F), millifarad (mF), microfarad (Ī¼F), nanofarad (nF) en picofarad (pF), samen met lengte- en oppervlakte-eenheden.

Waarom Deze Calculator Gebruiken?

Het biedt snelle en betrouwbare resultaten zonder dat handmatige formules of conversies nodig zijn. Of je nu je huiswerk controleert, een circuit bouwt of gewoon nieuwsgierig bent, deze tool helpt je om condensatoren gemakkelijker te begrijpen en ermee te werken.