Calcolatore di carica ed energia di un condensatore
Un condensatore carico immagazzina sia carica elettrica sia energia, ed entrambe seguono formule semplici. Inserisci la capacità in microfarad e la tensione di lavoro: questo calcolatore restituisce la carica immagazzinata Q = C·V in coulomb e l’energia immagazzinata E = ½·C·V² in joule, riportate a milli o micro leggibili. È comodo per dimensionare i condensatori di filtro, stimare la scarica del condensatore del flash di una fotocamera o verificare quanta energia può erogare un banco prima ancora di toccare la breadboard.
Come usare il calcolatore
-
1
Inserisci la capacità
Digita il valore in microfarad (µF). Un elettrolitico da 100 µF è un punto di partenza comune.
-
2
Inserisci la tensione
Usa la tensione effettivamente presente ai capi del condensatore, non quella di alimentazione se c'è una caduta.
-
3
Leggi carica ed energia
Lo strumento mostra Q in mC o µC ed E in mJ o µJ, aggiornandosi mentre digiti.
Le formule
Un condensatore di capacità C caricato alla tensione V porta una carica:
Q = C · V
e immagazzina un’energia:
E = ½ · C · V²
Dove:
- C è la capacità in farad (F). I microfarad si convertono con 1 µF = 0,000001 F.
- V è la tensione in volt (V).
- Q è la carica in coulomb (C).
- E è l’energia in joule (J).
Poiché l’energia dipende dal quadrato della tensione, raddoppiando la tensione l’energia immagazzinata quadruplica, mentre la carica solo raddoppia.
Esempio svolto
Prendi un condensatore da 100 µF caricato a 12 V.
- C = 100 µF = 0,0001 F
- Q = C · V = 0,0001 × 12 = 0,0012 C = 1,2 mC
- E = ½ · C · V² = 0,5 × 0,0001 × 12² = 0,5 × 0,0001 × 144 = 0,0072 J = 7,2 mJ
Quindi questo condensatore porta 1,2 mC di carica e 7,2 mJ di energia.
Riferimento rapido
| Capacità | Tensione | Carica (Q) | Energia (E) |
|---|---|---|---|
| 1 µF | 5 V | 5 µC | 12,5 µJ |
| 100 µF | 12 V | 1,2 mC | 7,2 mJ |
| 470 µF | 25 V | 11,75 mC | 146,9 mJ |
| 1000 µF | 50 V | 50 mC | 1250 mJ |
Errori da evitare
- Attenzione alle unità. La capacità è quasi sempre stampata in µF, nF o pF: convertila in farad prima di fare i conti a mano. Il calcolatore presume che il valore inserito sia in µF.
- Rispetta la tensione nominale. Non caricare mai un condensatore oltre la sua tensione nominale; l’energia che lo rende utile è anche quella che rende violento un guasto.
- I banchi grandi sono pericolosi. Un condensatore grande e ad alta tensione può conservare una carica pericolosa a lungo dopo aver tolto l’alimentazione. Scaricalo sempre attraverso una resistenza prima di maneggiarlo.
- Energia ≠ carica. Scalano in modo diverso con la tensione: Q è lineare, E è quadratica. Confonderle è l’errore classico.
Domande frequenti
La carica (Q = C·V) è la quantità di elettricità sulle armature, in coulomb. L’energia (E = ½·C·V²) è il lavoro immagazzinato nel campo elettrico, in joule. La carica cresce linearmente con la tensione, mentre l’energia cresce con il quadrato della tensione: per questo i condensatori ad alta tensione immagazzinano molta più energia di quanto la sola carica suggerisca.
Mentre un condensatore si carica, la tensione sale da zero al valore finale, quindi la tensione media durante la carica è metà di quella finale. Integrando il processo di carica si ottiene E = ½·C·V², lo stesso un mezzo che si trova nella formula dell’energia cinetica.
Sì: calcola prima la capacità combinata (in parallelo si sommano; in serie si sommano i reciproci), poi inserisci qui quell’unico valore equivalente insieme alla tensione ai capi della combinazione.
No. Il calcolo avviene interamente a partire dai valori che inserisci e nulla viene caricato, salvato o condiviso. I tuoi dati di capacità e tensione restano nella tua sessione.
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