Kondensator-Ladung Rechner
Aus Kapazität und Spannung erhältst du die Ladung, die ein Kondensator speichert, und die Energie, die er hält — die zwei Zahlen hinter jeder Glättungs-, Blitz- und Filterschaltung.
Zwei Eingaben, zwei Antworten
Gib Kapazität und Spannung ein und der Rechner liefert auf einmal die gespeicherte Ladung (C × V) und die gespeicherte Energie (½ × C × V²).
SI-Einheiten nutzen
Kapazität in Farad (F), Spannung in Volt (V) — dann kommt die Ladung in Coulomb (C) und die Energie in Joule (J) zurück.
Was ist die Kondensator-Ladung?
Kapazität und Spannung rein, Ladung und Energie raus
Ein Kondensator speichert elektrische Ladung auf einem Plattenpaar, und wie viel er hält, hängt von zwei Dingen ab: wie groß der Kondensator ist (seine Kapazität) und wie stark du drückst (die Spannung). Die Beziehung ist herrlich einfach — die gespeicherte Ladung ist gleich der Kapazität mal der Spannung, geschrieben Q = C × V. Sobald du Kapazität und Spannung kennst, steht die Ladung fest — und ebenso die Energie, die der Kondensator für später aufbewahrt, E = ½ × C × V². Damit sind Kapazität und Spannung die zwei Eingaben, die du brauchst — zum Glätten eines Netzteils, zum Dimensionieren eines Blitzkondensators oder zum Auslegen eines Filters.
Gib die Kapazität in Farad und die Spannung in Volt ein, um Ladung und Energie sofort zu erhalten.
Zwei kurze Formeln, beide aus der Kapazität (C) und der Spannung (V) gebildet.
Ladung = C × VDie Ladung ist einfach die Kapazität mal der Spannung (C × V). Die Energie — wie viel Arbeit der Kondensator beim Entladen leisten kann — ist die halbe Kapazität mal der Spannung zum Quadrat (½ × C × V²). Weil die Spannung in der Energieformel quadriert wird, wächst die Energie viel schneller als die Ladung, wenn die Spannung steigt.
Angenommen, ein 1000-µF-Kondensator (0,001 F) wird auf 12 V geladen.
Ladung
0,001 × 12 = 0,012 C — die auf den Platten gehaltene Ladung.
Energie (Spannung im Quadrat)
½ × 0,001 × 12² = ½ × 0,001 × 144 = 0,072 J — die gespeicherte Energie.
Gegenprobe
Die Energie ist auch ½ × Q × V = ½ × 0,012 × 12 = 0,072 J — dasselbe Ergebnis auf zwei Wegen.
Die zwei Ergebnisse beantworten zwei verschiedene praktische Fragen. Die Ladung (0,012 C bei 0,001 F und 12 V) sagt dir, wie viel elektrische Ladung auf den Platten sitzt — sie ist proportional zu Kapazität und Spannung, ein Verdoppeln von einem der beiden verdoppelt also die Ladung. Die Energie (0,072 J) sagt dir, wie viel Arbeit der Kondensator beim Entladen leisten kann, was immer dann zählt, wenn du einen Energiestoß brauchst, etwa für einen Kamerablitz oder einen Stützkondensator, der eine Schaltung durch einen kurzen Spannungseinbruch am Leben hält. Die wichtigste Erkenntnis: Die Ladung steigt im Gleichschritt mit der Spannung, die Energie aber mit dem Quadrat davon. Verdoppelst du bei fester Kapazität die Spannung von 12 V auf 24 V, verdoppelt sich die Ladung, doch die Energie vervierfacht sich. Beachte außerdem, dass die Kapazität meist winzig ist — Mikrofarad, Nanofarad, sogar Pikofarad — sodass reale Ladungen klein ausfallen, oft nur ein Bruchteil eines Coulomb. Greife zum Energiewert, wenn der Kondensator Arbeit leisten muss, und zum Ladungswert, wenn dich interessiert, wie viel er hält.
Die Formeln sind für einen idealen Kondensator exakt, doch ein paar praktische Punkte solltest du im Blick behalten.
Ideale Kondensatoren und SI-Einheiten
Q = C × V und E = ½ × C × V² beschreiben einen idealen Kondensator bei konstanter Spannung. Echte Bauteile haben Leckströme, eine Toleranz auf ihren aufgedruckten Wert und eine Nennspannung, die du nicht überschreiten darfst — ein Überschreiten kann den Kondensator zerstören. Denk daran, dass Datenblätter die Kapazität in Mikrofarad (µF), Nanofarad (nF) oder Pikofarad (pF) angeben, rechne also zuerst in Farad um: 1000 µF = 0,001 F. Dieser Rechner ermittelt nur die Ladung und Energie aus Kapazität und Spannung; um stattdessen Kapazität oder Spannung zu finden, stelle die Formel um (Kapazität = Q ÷ V, Spannung = Q ÷ C).