Kondensator Rechner
Dieser Kondensator-Rechner ist ein praktisches Hilfsmittel bei der Konstruktion eines Plattenkondensators. Ein solcher Kondensator besteht aus zwei parallelen leitenden Platten, die durch ein Dielektrikum (elektrischer Isolator, der polarisiert werden kann) getrennt sind. Lies weiter, wenn du herausfinden möchtest, was eine Kapazität ist und wie du sie mithilfe der Kapazitätsgleichung berechnen kannst.
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Was ist Kapazität?
Kapazität ist die Fähigkeit eines Objekts, eine elektrische Ladung zu speichern. Sie hängt nur von der Geometrie des Kondensators und der Wahl des dielektrischen Materials zwischen den Platten ab. In den meisten Fällen hängt sie nicht von der Potenzialdifferenz oder der auf den Platten gespeicherten Ladung ab.
Kapazitätsgleichung
Wie berechnet man also die Kapazität? Du musst die folgende Formel verwenden:
wobei:
- — Kapazität, gemessen in Farad (Symbol: F);
- — Dielektrische Permittivität (ein Maß für den Widerstand) in Farad pro Meter;
- — Fläche, auf der sich die Platten überlappen; und
- — Abstand zwischen den Platten.
Die Dielektrizitätskonstante hängt von dem verwendeten dielektrischen Material ab. Standardmäßig verwendet dieser Kapazitätsrechner den Wert , der der Dielektrizitätskonstante des Vakuums entspricht. Wenn du diesen Wert ändern möchtest, klicke auf das Feld.
💡 Ein Picofarad (pF) entspricht 10⁻¹² Farad.
So benutzt du den Kondensator-Rechner
Um diesen Kondensator-Rechner zu benutzen, gehe folgendermaßen vor:
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Bestimme das Material, das als Dielektrikum zwischen zwei Platten verwendet werden soll. In diesem Beispiel werden wir ein Vakuum verwenden.
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Wenn du dich für ein Material entschieden hast, finde seine Durchlässigkeit heraus — für Vakuum ist der Wert .
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Wähle die Fläche der Platten. Sagen wir, sie beträgt .
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Miss den Abstand zwischen den Platten — wir nehmen an.
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Gib alle Werte in den Rechner ein. Er wird den Wert der Kapazität für dich ermitteln! In unserem Beispiel ist sie gleich . Um mehr über andere Kapazitätseinheiten zu erfahren, schau dir unseren Kapazität Umrechner 🇺🇸 an.
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Du kannst die Richtigkeit der Berechnungen mit der Kapazitätsgleichung überprüfen.
Was nun?
Sobald du die Kapazität eines einzelnen Plattenkondensators berechnet hast, kannst du ihn mit anderen Kondensatoren in Reihe oder parallel schalten. Es ist ziemlich einfach, die Gesamtkapazität eines solchen Systems zu berechnen:
- Kondensatoren in Reihe folgen denselben Regeln wie parallele Widerstände; und
- Kondensatoren in Parallelschaltung folgen den gleichen Regeln wie Widerstände in Reihe.
Und natürlich haben wir Tools, die das für dich erledigen können: den Kondensatoren in Reihenschaltung Rechner 🇺🇸 und den Kondensatoren in Parallelschaltung Rechner 🇺🇸.
Was ist Kapazität?
Die Kapazität ist die Eigenschaft eines Objekts oder Geräts, elektrische Ladung zu speichern. Die Kapazität setzt die Ladung mit dem Potenzial in Beziehung. Die Kapazität eines Objekts hängt von den geometrischen Eigenschaften und seiner Position im Verhältnis zu anderen Objekten ab. Je höher die Kapazität ist, desto mehr Ladung kann ein Objekt speichern.
Analog dazu kannst du dir den Kehrwert der Kapazität als Federkonstante vorstellen, während die Ladung als Masse fungiert. In dieser Analogie hat die Spannung die Rolle der Kraft.
Wie berechne ich die Kapazität eines Plattenkondensators?
So berechnest du die Kapazität eines Plattenkondensators:
- Nimm an, dass die Platten gleich groß sind, und bestimme ihre Fläche
A. - Miss den Abstand zwischen den Platten,
d. - Bestimme den Wert der absoluten Dielektrizitätskonstante des Materials zwischen den Platten,
ε. - Benutze die Formel
C = ε - A/d, um die KapazitätCzu ermitteln.
Wie groß ist die Kapazität von zwei Platten mit A = 1 m² bei 1 mm?
Unter der Annahme, dass sich die Platten im Vakuum befinden, beträgt die Kapazität von zwei Platten mit der Fläche A = 1 m² in einem Abstand d = 1 mm 8,854 nF. Um dieses Ergebnis zu ermitteln, gehe folgendermaßen vor:
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Rechne den Abstand in Meter um: 1 mm ≡ 0,001 m.
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Dividiere die Fläche durch den Abstand: 1 m²/0,001 m = 1000 m.
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Multipliziere das Ergebnis aus Schritt 2. mit der elektrischen Permittivität des Vakuums ε0 = 8,854 ∙ 10-12 F/m:
C = 1000 m - 8,854 ∙ 10-12 = 8,854 ∙ 10-9 F = 8,854 nF.
Was ist der Unterschied zwischen Kondensator und Kapazität?
Kondensatoren sind passive elektronische Bauteile, die elektrische Ladung speichern und abgeben können. Kondensatoren sind ähnlich wie Batterien, funktionieren aber dank der Physik und nicht dank der Chemie. Kondensatoren können als Filter für elektrische Signale dienen (wie in der RC-Schaltung), um große Stromimpulse zu erzeugen und viele weitere Anwendungen.
Die Kapazität ist die physikalische Eigenschaft, die Kondensatoren nutzen, um Ladung zu speichern. Geometrische Faktoren und Herstellungsdetails bestimmen eindeutig die Kapazität eines Bauelements. Wir messen die Kapazität in Farad.