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电容计算器
这个电容计算器是设计平行板电容器时的便捷工具。这种电容器由两个平行的导电板组成,中间由介电材料(可以被极化的电绝缘体)分隔。如果您想了解什么是电容以及如何使用电容方程计算电容,请继续阅读。
💡 您正在使用球形电容器吗?请查看球形电容器计算器!
什么是电容?
电容是物体储存电荷的能力。它只取决于电容器的几何形状和极板之间介电材料的选择。在大多数情况下,它不依赖于电位差或极板上储存的电荷。
如何使用平行板电容器计算器:
- 确定两个极板之间将使用什么材料作为介电材料。在这个例子中,我们将使用真空。
- 一旦您决定了材料,找出其介电常数——对于真空,该值为 8.854 pF/m。
- 选择极板的面积。假设为 120 mm²。
- 测量极板之间的距离——我们假设为 5 mm。
- 将所有值输入电容计算器。它将为您找到电容值!在我们的例子中,等于 0.212 pF。
- 您可以使用电容方程检查计算的正确性。
介电常数取决于所使用的介电材料。默认情况下,这个电容计算器使用 8.854 pF/m 的值,这是真空的介电常数。如果您希望更改此值,请点击该字段。
电容方程
那么,如何计算电容呢?您需要使用以下公式:
公式参数说明:
- C — 电容,以法拉为单位(符号:F)
- ε — 介电常数(阻抗的度量),以法拉每米为单位
- A — 极板重叠的面积
- s — 极板之间的分离距离
💡 一皮法(pF)等于 10⁻¹² 法拉。
计算示例
让我们通过一个具体的例子来演示如何使用电容计算器:
给定条件:
• 介电材料:真空(介电常数 ε = 8.854 pF/m)
• 极板面积:A = 120 mm²
• 极板间距:s = 5 mm
计算过程:
1. 将所有值代入公式:C = ε × A / s
2. C = 8.854 pF/m × 120 mm² / 5 mm
3. 计算结果:C = 0.212 pF
因此,这个平行板电容器的电容值为 0.212 pF。要了解其他电容单位,请查看我们的电容转换工具。
接下来做什么?
一旦您计算出单个平行板电容器的电容,您可以将其与其他电容器串联或并联连接。计算这种系统的总电容相当容易:
电容器连接规则:
- 串联电容器遵循与并联电阻器相同的规则
- 并联电容器遵循与串联电阻器相同的规则
当然,我们有可以为您完成这项工作的工具:串联电容器计算器和并联电容器计算器。
电容器与电容的区别
电容是物体或设备储存电荷的特性。电容将电荷与电位联系起来。物体的电容完全取决于几何特征及其相对于其他物体的位置。电容越高,物体能储存的电荷就越大。
使用类比,您可以想象电容的倒数充当弹簧常数,而电荷充当质量。在这个类比中,电压起到力的作用。
电容器是能够储存和释放电荷的无源电子元件。电容器类似于电池,但依靠物理学而不是化学原理工作。电容器可以作为电信号的滤波器(如在RC电路中),产生大的电流脉冲以及许多其他应用。
电容是电容器用来储存电荷的物理特性。几何因素和制造细节唯一地决定了设备的电容。我们用法拉来测量电容。
常见问题
如何计算平行板电容器中的电容?
要计算平行板电容器中的电容:
- 假设极板具有相同的尺寸,并确定它们的面积A。
- 测量极板之间的距离d。
- 找到极板之间材料的绝对介电常数ε的值。
- 使用公式 C = ε · A/d 来找到电容C。
面积A = 1 m²、距离为1 mm的两个极板的电容是多少?
假设极板处于真空中,面积A = 1 m²、距离d = 1 mm的两个极板的电容为8.854 nF。要找到这个结果,请按照以下步骤:
- 将距离转换为米:1 mm ≡ 0.001 m。
- 将面积除以距离:1 m²/0.001 m = 1,000 m。
- 将步骤2的结果乘以真空的电介电常数ε₀ = 8.854 × 10⁻¹² F/m:C = 1,000 m · 8.854 × 10⁻¹² = 8.854 × 10⁻⁹ F = 8.854 nF。
什么是电容?
电容是物体或设备储存电荷的特性。电容将电荷与电位联系起来。物体的电容完全取决于几何特征及其相对于其他物体的位置。电容越高,物体能储存的电荷就越大。使用类比,您可以想象电容的倒数充当弹簧常数,而电荷充当质量。在这个类比中,电压起到力的作用。
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
| permittivity | number | 8.854 | 否 | 介电材料的绝对介电常数,真空中为8.854 |
| separationDistanceUnit | string | mm | 否 | 极板间距的计量单位 |
| plateAreaUnit | string | cm² | 否 | 极板面积的计量单位 |
| separationDistance | number | 1 | 否 | 两个平行极板之间的距离 |
| capacitanceUnit | string | nF | 否 | 计算结果电容值的计量单位 |
| permittivityUnit | string | nF/m | 否 | 介电常数的计量单位 |
| plateArea | number | 100 | 否 | 两个平行极板的重叠面积 |
| 参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|---|
| capacitance | number | 计算得出的平行板电容器电容值 | |
| formula | string | 使用的计算公式 | |
| capacitanceUnit | string | 电容值的计量单位 |
| 错误码 | 错误信息 | 描述 |
|---|---|---|
| FP00000 | 成功 | |
| FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例
