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Rechner für die gespeicherte Kondensator-Energie

· Zuletzt aktualisiert：2026-09-01

Gespeicherte Energie eines geladenen Kondensators U = ½·C·V²: wählbare Kapazitäts- und Spannungseinheiten, dazu die gespeicherte Ladung Q = C·V und automatisch skalierte Energie von nJ bis kJ. Ein 1-F-Supercapacitor bei seinen Nenn-2.7 V speichert mickrige 3.645 J, während ein Defibrillator-Kondensator von 200 µF bei 2 kV 400 J speichert — 200-mal weniger Kapazität, aber 110-mal mehr Energie, denn die Spannung geht quadratisch ein.

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Wichtige Fakten

Kategorie
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Eingabetypen
number, select
Ausgabetyp
text
Sample-Abdeckung
4
API bereit
Ja

Überblick

Der Rechner für die gespeicherte Kondensator-Energie ermittelt anhand der Formeln U = ½·C·V² und Q = C·V die elektrostatische Energie sowie die gespeicherte elektrische Ladung eines Kondensators. Dank flexibler Einheiten von Picofarad bis Farad sowie Millivolt bis Kilovolt lassen sich Schaltungen präzise dimensionieren.

Wann verwenden

  • Bei der Auslegung von Pufferschaltungen, Netzteilen oder Impulsentladungen.
  • Zur Sicherheitsbewertung von Restenergien in Hochspannungskondensatoren.
  • Für Berechnungen im Physikunterricht, Elektronikstudium oder Laboralltag.

So funktioniert es

  1. 1Geben Sie den Kapazitätswert ein und wählen Sie die passende Einheit (pF, nF, µF, mF oder F).
  2. 2Geben Sie die anliegende Ladespannung ein und wählen Sie die Spannungseinheit (mV, V oder kV).
  3. 3Das Tool wandelt alle Werte in SI-Basiseinheiten um und berechnet die Energie U = ½·C·V² sowie die Ladung Q = C·V.

Anwendungsfälle

  • Dimensionierung von Superkondensatoren für Backup-Stromversorgungen.
  • Berechnung von Pulsenergien in Blitzgeräten oder Defibrillatorschaltungen.
  • Überprüfung von Sicherheitsgrenzwerten bei der Entladung von Glättungskondensatoren.

Beispiele

1. Superkondensator als Puffer

Hardware-Entwickler

Hintergrund

Für ein IoT-Modul soll ein Superkondensator bei 2,7 V Nennspannung kurzzeitige Stromausfälle überbrücken.

Aufgabe

Bestimmung der maximal nutzbaren Energie und gespeicherten Ladung des Bauteils.

Verwendung

Kapazität auf 1 mit Einheit 'F' und Spannung auf 2,7 mit Einheit 'V' setzen.

Capacitance: 1 F, Voltage: 2.7 V

Ergebnis

Gespeicherte Energie beträgt 3,645 Joule bei einer Ladung von 2,7 Coulomb.

2. Hochspannungs-Impulskondensator

Medizintechnik-Ingenieur

Hintergrund

Entwicklung einer Entladestufe für einen medizinischen Defibrillator.

Aufgabe

Überprüfung, ob ein 200-µF-Kondensator bei 2 kV die geforderte Impulsenergie liefert.

Verwendung

Kapazität 200 mit Einheit 'µF' und Spannung 2 mit Einheit 'kV' auswählen.

Capacitance: 200 µF, Voltage: 2 kV

FAQ

Welche Formel wird zur Energieberechnung verwendet?

Die gespeicherte Energie wird mit der Formel U = ½ · C · V² berechnet, wobei C die Kapazität in Farad und V die Spannung in Volt ist.

Wie wird die elektrische Ladung berechnet?

Die gespeicherte Ladung ergibt sich direkt aus der Beziehung Q = C · V und wird in Coulomb (C) angegeben.

Warum steigt die Energie bei höherer Spannung so stark an?

Die Spannung fließt quadratisch in die Energieformel ein, wodurch eine Verdopplung der Spannung die vierfache Energie bewirkt.

Welche Kapazitätseinheiten werden unterstützt?

Der Rechner unterstützt Picofarad (pF), Nanofarad (nF), Mikrofarad (µF), Millifarad (mF) und Farad (F).

Können auch Hochspannungswerte berechnet werden?

Ja, Spannungen können in Millivolt (mV), Volt (V) und Kilovolt (kV) eingegeben werden.

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Arrhenius-Gleichungs-Rechner

Die Arrhenius-Gleichung k = A·e^(−Ea/RT) in drei Modi: k aus A, Ea und T; der präexponentielle Faktor A aus einem gemessenen k; und Ea aus zwei (k, T)-Punkten über Ea = R·ln(k₂/k₁)·T₁T₂/(T₂−T₁). Die Aktivierungsenergie wird in kJ/mol oder kcal/mol akzeptiert und in beiden ausgegeben. Anker: Mit A = 10¹³ s⁻¹, Ea = 75 kJ/mol und T = 298.15 K ergibt sich k ≈ 0.73 s⁻¹; eine Verdopplung von 20 °C auf 30 °C entspricht Ea ≈ 51.2 kJ/mol — die klassische Faustregel.

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Batteriekapazitäts- und Laufzeitrechner

Batteriekapazität und Laufzeit, C = I·t, in beide Richtungen: Laufzeit aus der Kapazität (mAh ÷ mA = Stunden) oder die Kapazität, die ein Job braucht (mA × h = mAh), mit optionaler Nennspannung für Energie (Wh) und Leistung (W). Anker: Ein 4500-mAh-Telefonakku läuft bei 300 mA mittlerer Last exakt 15 h; ein IoT-Sensor mit 5 mA über 30 Tage braucht 3600 mAh — 3.6 Ah —, eine Lehrbuch-Lithiumzelle.

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Beer-Lambert-Gesetz-Rechner

Beer-Lambert-Gesetz A = ε·c·l in beide Richtungen: Absorption aus der Konzentration oder Konzentration aus einer gemessenen Absorption (die alltägliche Quantifizierungsrichtung). Die Transmission T = 10⁻ᴬ läuft mit, und Werte außerhalb des linearen Arbeitsbereichs 0.05–1.0 werden markiert. Anker: NADH hat bei 340 nm ε = 6220 l·mol⁻¹·cm⁻¹, also liest 100 µM in einer 1-cm-Küvette exakt A = 0.622 — der Kalibrierpunkt hinter der halben Enzymologie.

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Siedepunktserhöhungs-Rechner

Siedepunktserhöhung ΔT_b = K_b·m·i mit Lösungsmitteltabelle (K_b in K·kg/mol und normaler Siedepunkt in °C), van't-Hoff-Faktor i für Elektrolyte und eigenem Lösungsmittel. Anker: NaCl 0.5 mol/kg in Wasser (i = 2) siedet 0.512 °C höher, bei 100.512 °C; 0.4 mol/kg in Benzol (K_b = 2.53) erhöht um 1.012 °C auf 81.112 °C; das riesige K_b von Kampfer (5.61) macht ihn zum klassischen Siedepunkts-Lösungsmittel.

Ergebnis

Der Kondensator speichert exakt 400 Joule Energie und eine Ladung von 0,4 Coulomb.