コンデンサ計算機 - Q、C、V と平板形状
Q = CV で電荷、静電容量、電圧を計算し、C = ε₀εᵣA/d で平行平板形状から静電容量を求めます。
電荷 (Q)、静電容量 (C)、電圧 (V) の任意の 2 つから残りを求めるか、電極面積、間隔、誘電率から静電容量を計算します。
コンデンサ計算機 - Q、C、V と平板形状
Q = CV で電荷、静電容量、電圧を計算し、C = ε₀εᵣA/d で平行平板形状から静電容量を求めます。
静電容量、電圧、電荷のうち 2 つを入力し Q = C × V で未知量を求めます。
コンデンサ計算機について
コンデンサは電界にエネルギーを蓄える受動部品です。基本式は Q = C × V で、Q は電荷、C は静電容量、V は電圧です。
実用容量は μF、nF、pF で表されます。平行平板では C = ε₀ × εᵣ × A / d、εᵣ は真空 1、空気約 1.0006、PTFE 2.2、FR4 4.7、水 80、高 K セラミックでは 10,000 超です。
用途は蓄電、信号結合、デカップリング、RC タイミング、無効電力補償です。エネルギーは E = ½ × C × V²、並列は加算、直列は逆数合成で、定格電圧と温度特性に注意します。
計算例
Q = CV と平行平板式の代表例です。
| 与えられた値 | 計算結果 | メモ |
|---|---|---|
| C = 100 μF = 1×10⁻⁴ F, V = 12 V | Q = C × V = 1.2 × 10⁻³ C = 1.2 mC | 12 V に充電された 100 μF 電解コンデンサの電荷。 |
| Q = 50 μC = 5×10⁻⁵ C, V = 5 V | C = Q / V = 1×10⁻⁵ F = 10 μF | 5 V で 50 μC を蓄えるための静電容量。 |
| 平板: A = 0.01 m², d = 0.1 mm = 0.0001 m, εᵣ = 4.7 (FR4) | C = ε₀ × 4.7 × 0.01 / 0.0001 ≈ 4.16 nF | FR4 で 0.1 mm 離れた接地面上の 10 cm × 10 cm PCB 配線容量。 |
コンデンサ計算機の使い方
- 電気量なら「電荷 / 電圧 (Q = CV)」、寸法からなら「平行平板形状」を選びます。
- Q = CV では 2 項目を入力し 1 項目を空欄にします。結果は青色です。
- 平行平板では面積 m²、間隔 m、εᵣ を入力します。空気/真空は 1、FR4 は 4.7、PTFE は 2.2。
- 計算で結果、リセットで消去します。
- 単位は F。1 μF = 1×10⁻⁶ F、1 nF = 1×10⁻⁹ F、1 pF = 1×10⁻¹² F。
tool.capacitor-calculator.faq.heading
静電容量とは？
単位電圧あたりに電荷を蓄える能力で C = Q/V、単位は F です。
誘電率 (εᵣ) とは？
真空に比べて容量を増やす割合です。値が大きいほど同じ形状で容量が大きくなります。
電荷・電流・電圧の関係は？
Q = C × V、I = dQ/dt = C × dV/dt です。
電極間の電界は？
平行平板では E = V/d、電荷密度は σ = ε₀ × εᵣ × V / d です。
直列と並列は？
並列は Ctotal = C1 + C2 + …、直列は 1/Ctotal = 1/C1 + 1/C2 + …。
蓄積エネルギーは？
E = ½ × C × V²。高電圧の大容量コンデンサは作業前に放電が必要です。