Kondensator Energie Rechner
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Welche Energie ist in einem Kondensator gespeichert?Kondensator Energie FormelElektrische Energie in einem Kondensator – ein BeispielEnergieumwandlungen in einem LC-SchwingkreisFAQsDieser Kondensator-Energie-Rechner ist ein einfaches Tool, das dir hilft, die in einem Kondensator gespeicherte Energiemenge zu ermitteln. Du kannst auch herausfinden, wie viel Ladung sich in den Platten angesammelt hat. Lies weiter, um zu erfahren, welche Art von Energie in einem Kondensator gespeichert wird und wie die Gleichung der Kondensatorenergie lautet.
🙋 Mit dem Kondensator Rechner 🇺🇸 von Omni kannst du die Kapazität eines Kondensators schnell ermitteln, indem du den Code des Kondensators liest.
Welche Energie ist in einem Kondensator gespeichert?
Ein Kondensator ist ein elektronisches Bauteil, das häufig in Schaltkreisen verwendet wird. Seine Funktion ist es, elektrische Ladung zu speichern. In Standardkondensatoren mit parallelen Platten befinden sich Ladungen mit gleichen, aber entgegengesetzten Werten auf benachbarten Platten (bei einem Kugelkondensator gibt es konzentrische Kugeln anstelle von Platten). Diese Ladungen erzeugen zwischen ihnen ein elektrisches Feld, das aus einem bestimmten Teil der Energie des Stromkreises besteht. Da es sich um gespeicherte Ladungen handelt, ist dies ein Beispiel für potenzielle Energie. In diesem Fall kannst du jedoch nicht die Standardformel für potenzielle Energie anwenden.
Kondensator Energie Formel
Wie berechnest du die Energie, E, die in einem Kondensator mit einer Kapazität, C, und einer angelegten Netzspannung, V, gespeichert ist? Sie entspricht der Arbeit, die eine Batterie leistet, um die Ladung Q in den Kondensator zu transportieren. Die resultierende Gleichung lautet:
E = ½ ∙ C ∙ V².
Mit der allgemeinen Formel für die Kapazität, C = Q / V, können wir die Gleichung für die in einem Kondensator gespeicherte Energie in zwei weiteren analogen Formen umschreiben:
E = ½ ∙ Q² / C oder E = ½ ∙ Q ∙ V.
Elektrische Energie in einem Kondensator – ein Beispiel
Wie viel Energie kann in einem Kondensator mit der Kapazität C = 300 μF gespeichert werden, wenn wir ihn an eine Netzspannung von V = 20 V anschließen? Lasst es uns gemeinsam ausrechnen!
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Um uns das Leben zu erleichtern, verwenden wir die wissenschaftliche Notation für die Kapazität:
C = 3∙10⁻⁴ F.
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Nach der Formel für die Kapazitätsenergie können wir das Ergebnis wie folgt berechnen:
E = ½ ∙ 3∙10⁻⁴ F ∙ (20 V)² = 6∙10⁻² J.
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Die im Kondensator gespeicherte Energie kann auch als 0,06 J oder 60 mJ geschrieben werden.
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Außerdem können wir die Gesamtladung, die sich im Kondensator angesammelt hat, berechnen:
Q = C ∙ V = 3∙10⁻⁴ F ∙ 20 V = 6∙10⁻³ C = 6 mC.
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... oder du sparst dir die Zeit, indem du diesen Kondensator-Energie-Rechner benutzt, der alle Berechnungen automatisch für dich durchführt!
Übrigens: Wenn du ein System mit mehr als einem Kondensator hast, solltest du dir unsere Kondensatoren in Reihenschaltung Rechner 🇺🇸 oder Kondensatoren in Parallelschaltung Rechner 🇺🇸 ansehen, um die Gesamtkapazität schnell zu ermitteln, denn das ist der Wert, den du in die Formel für die Energie des Kondensators einsetzen solltest.
Energieumwandlungen in einem LC-Schwingkreis
Eine LC-Schwingkreis ist ein System, das aus einer Spule und einem Kondensator besteht. In der Praxis kann er aufgrund eines gewissen Widerstands im System als RLC-Schwingkreis verallgemeinert werden. Sobald der Stromkreis das Signal einer Resonanzfrequenz verarbeitet, wandelt sich die potenzielle Energie des Kondensators kontinuierlich in die magnetische Energie um, die durch den durch die Spule fließenden Strom erzeugt wird. Diese Art von Schaltkreisen wird häufig bei der Signalverarbeitung oder beim Senden und Empfangen von Radiowellen eingesetzt.
🔎 Lerne mit unserem Spule Energiespeicher Rechner 🇺🇸, wie du magnetische Energie schriftlich berechnen kannst!
Wie speichert ein Kondensator Energie?
Ein Kondensator speichert Energie, da er in der Lage ist, nach dem Aufladen ein elektrisches Potenzial aufrechtzuerhalten. Die in einem Kondensator gespeicherte Energie ist elektrostatische potentielle Energie, die direkt mit den Ladungen auf den Platten des Kondensators verbunden ist.
Wie berechne ich die Energie, die in einem Kondensator gespeichert wird?
Um die Energie, die in einem Kondensator gespeichert wird, zu berechnen:
- Ermittle die Kapazität des Bauteils, C.
- Miss die angelegte Netzspannung V.
- Multipliziere die Kapazität mit dem Quadrat der Netzspannung: C · V2.
- Dividiere durch 2: Das Ergebnis ist die elektrostatische Energie, die im Kondensator gespeichert ist. E = 1/2 · C · V2.
Welche Energie speichert ein 120 pF-Kondensator bei 1,5 V?
Die in einem 120 pF-Kondensator bei 1,5 V gespeicherte Energie beträgt 1,35 · 10-10 J. Um dieses Ergebnis zu ermitteln:
- Quadriere die Netzspannung: V2 = 1,52 = 2,25 V2.
- Multipliziere das Ergebnis mit der Kapazität (wir verwenden die wissenschaftliche Notation): C · V2 = 120 · 10-12 · 1,25 = 2,7 · 10-10 F · V2.
- Dividiere durch 2: E = 1/2 · C · V2 = 1/2 · 2,7 · 10-10 = 1,35 · 10-10 J.
Warum wird die in einem Kondensator gespeicherte Energie durch zwei geteilt?
Die Formel für die Energie eines Kondensators kommt dir vielleicht bekannt vor, denn die elektrostatische Energie wird durch die Gleichung W = E = Q · V angegeben, wobei W die Arbeit ist. Bei einem Kondensator müssen wir die Nichtidealität des Ladevorgangs berücksichtigen. Die im Kondensator angesammelte Ladung beginnt bei 0 und endet bei Q nach einer Zeit, die durch die Kennlinie des Geräts bestimmt wird. Dann haben wir W = E = 1/C · 0∫Q q dq = 1/2 Q2 · 1/C. Da C = Q/V ist, ergibt sich E = 1/2 Q · V.