Kondensatorenergie Rechner
Gib eine Kapazität und eine Spannung ein, um die in einem Kondensator gespeicherte Energie in Joule zu erhalten — und sieh, warum diese Energie mit dem Quadrat der Spannung steigt.
Gespeicherte Energie in einem Schritt
Gib die Kapazität und die Spannung ein und der Rechner liefert die im Kondensator gespeicherte Energie (½CV²) in Joule.
SI-Einheiten verwenden
Kapazität in Farad und Spannung in Volt ergeben Energie in Joule — rechne Mikrofarad in Farad um, indem du durch eine Million teilst, bevor du startest.
Was ist Kondensatorenergie?
Die Energie im Feld
Ein geladener Kondensator speichert Energie im elektrischen Feld zwischen seinen Platten. Die Energie wurde beim Laden zugeführt und kann beim Entladen wieder freigesetzt werden — manchmal in Sekundenbruchteilen. Der Kondensatorenergie-Rechner macht aus zwei Größen, der Kapazität in Farad und der Spannung in Volt, die gespeicherte Energie in Joule. Das ist die Zahl hinter Kamerablitzen, Defibrillatoren und den Glättungskondensatoren in einem Netzteil.
Gib eine Kapazität in Farad und eine Spannung in Volt ein, um sofort die gespeicherte Energie in Joule zu erhalten.
Die in einem Kondensator gespeicherte Energie ist die halbe Kapazität multipliziert mit dem Quadrat der Spannung.
E = ½ × C × V²Die Spannung wird quadriert und dominiert deshalb das Ergebnis: Eine kleine Änderung der Spannung erzeugt eine große Änderung der gespeicherten Energie. Die Kapazität geht in der ersten Potenz ein und erhöht die Energie daher sanfter. Verwende Farad und Volt, dann kommt die Energie in Joule zurück.
Angenommen, ein Kondensator mit 1000 µF (0,001 F) wird auf 10 V aufgeladen.
Spannung quadrieren
10² = 100 — die quadrierte Spannung, die die Energie antreibt.
Mit der Kapazität multiplizieren
0,001 × 100 = 0,1 — Kapazität mal Spannung zum Quadrat.
Halbieren
½ × 0,1 = 0,05 J — die im Kondensator gespeicherte Energie.
Die gespeicherte Energie (0,05 J beim Kondensator oben) ist die Arbeit, die der Kondensator beim Entladen verrichten kann — die Energie, die eine Blitzröhre, ein Motor oder ein Funke aufnehmen muss. Die entscheidende Erkenntnis: Diese Energie skaliert mit dem Quadrat der Spannung. Verdoppelst du die Spannung von 10 auf 20 V, vervierfacht sich die gespeicherte Energie von 0,05 auf 0,2 J, während die Kapazität nur direkt proportional wirkt. Eine größere Kapazität speichert bei gleicher Spannung mehr Energie, doch eine Verdopplung der Kapazität verdoppelt die Energie nur — die Spannung ist der Hebel, der das Ergebnis am stärksten bewegt. Genau deshalb kann ein geladener Kondensator selbst bei mäßiger Spannung einen plötzlichen, scharfen Schlag liefern: Eine große Kondensatorbank gibt ihre gesamte Ladung fast augenblicklich ab, sodass schon einige zehn Volt schmerzen oder Bauteile beschädigen können. Behandle deshalb jeden geladenen Kondensator mit Respekt und entlade ihn sicher, bevor du ihn anfasst.
Die Formel ist exakt, doch ein paar praktische Punkte solltest du im Blick behalten.
Einheitliche Einheiten und ideale Kondensatoren
Dieser Rechner liefert die Energie eines idealen Kondensators und nimmt an, dass die volle Spannung anliegt. Halte deine Einheiten durchgängig gleich — Farad für die Kapazität und Volt für die Spannung —, sonst stimmen die Joule nicht: Rechne Mikrofarad in Farad um, indem du durch eine Million teilst, und Nanofarad, indem du durch eine Milliarde teilst, bevor du den Wert eingibst. Echte Kondensatoren haben zudem eine maximale Nennspannung; sie zu überschreiten kann das Bauteil zerstören.