เครื่องคำนวณประจุและพลังงานของตัวเก็บประจุ

สูตร

ตัวเก็บประจุที่มีความจุ C ซึ่งอัดประจุจนถึงแรงดัน V จะมีประจุ:

Q = C · V

และเก็บพลังงาน:

E = ½ · C · V²

โดยที่:

• C คือความจุในหน่วยฟารัด (F) แปลงไมโครฟารัดด้วย 1 µF = 0.000001 F
• V คือแรงดันไฟฟ้าในหน่วยโวลต์ (V)
• Q คือประจุในหน่วยคูลอมบ์ (C)
• E คือพลังงานในหน่วยจูล (J)

เนื่องจากพลังงานขึ้นอยู่กับกำลังสองของแรงดัน การเพิ่มแรงดันเป็นสองเท่าจะทำให้พลังงานที่เก็บไว้เพิ่มเป็นสี่เท่า ในขณะที่ประจุเพิ่มเป็นเพียงสองเท่า

ตัวอย่างการคำนวณ

พิจารณาตัวเก็บประจุ 100 µF ที่อัดประจุจนถึง 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

ดังนั้นตัวเก็บประจุนี้มีประจุ 1.2 mC และพลังงาน 7.2 mJ

ตารางอ้างอิงอย่างย่อ

ข้อผิดพลาดที่ควรเลี่ยง

• ระวังเรื่องหน่วย ค่าความจุมักพิมพ์ไว้เป็น µF, nF หรือ pF เกือบทุกครั้ง ให้แปลงเป็นฟารัดก่อนคำนวณด้วยมือ เครื่องคำนวณนี้ถือว่าค่าที่ป้อนอยู่ในหน่วย µF
• เคารพแรงดันพิกัด อย่าอัดประจุตัวเก็บประจุเกินแรงดันพิกัดของมัน พลังงานที่ทำให้มันมีประโยชน์ก็คือพลังงานที่ทำให้ความเสียหายรุนแรงเช่นกัน
• ชุดขนาดใหญ่เป็นอันตราย ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่แรงดันสูงสามารถคงประจุที่อันตรายไว้ได้นานหลังจากตัดไฟแล้ว ควรคายประจุผ่านตัวต้านทานทุกครั้งก่อนจับต้อง
• พลังงาน ≠ ประจุ ทั้งสองเปลี่ยนแปลงตามแรงดันต่างกัน Q เป็นเชิงเส้น ส่วน E เป็นกำลังสอง การสับสนระหว่างสองอย่างนี้เป็นข้อผิดพลาดคลาสสิก