Capacitance Calculator
Calculate series/parallel capacitance, stored energy, reactance, and RC time constants
Enter values like: 100pF, 10nF, 1uF, 100μF
Quick Reference:
- Series: Total capacitance decreases (opposite of resistors)
- Parallel: Total capacitance increases (add all values)
- Units: 1F = 1000mF = 1,000,000μF = 10⁹nF = 10¹²pF
- 5τ rule: Capacitor is ~99.3% charged after 5 time constants
فهم المكثفات
تخزن المكثفات الطاقة الكهربائية في مجال كهربائي بين لوحين موصلين. تُقاس قدرتها على تخزين الشحنة بالفاراد (F)، على الرغم من أن المكثفات العملية عادة ما تكون بالميكروفاراد (μF) أو النانوفاراد (nF) أو البيكوفاراد (pF).
مكثفات التوالي
عندما تتصل المكثفات على التوالي، تنخفض السعة الإجمالية: 1/Ctotal = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...هذا عكس المقاومات! مكثفات التوالي تتشارك نفس الشحنة لكن تقسم الجهد.
مكثفات التوازي
عندما تتصل المكثفات على التوازي، تُجمع سعاتها: Ctotal = C1 + C2 + C3 + ...هذا أيضاً عكس المقاومات. مكثفات التوازي تتشارك الجهد لكن يمكنها تخزين شحنة إجمالية أكبر.
الطاقة المخزنة
يخزن المكثف المشحون طاقة في مجاله الكهربائي. توضح صيغة E = ½CV² أن الطاقة تزداد مع مربع الجهد. لهذا السبب يمكن للمكثفات توصيل تيارات عالية بسرعة، مما يجعلها مفيدة لفلاش الكاميرا ومصادر الطاقة.
المقاومة السعوية
في دوائر التيار المتردد، تعارض المكثفات تدفق التيار بالمقاومة السعوية: Xc = 1/(2πfC). على عكس المقاومة، تعتمد المقاومة السعوية على التردد - المكثفات تمرر الترددات العالية بسهولة أكبر من الترددات المنخفضة، ولهذا تُستخدم في المرشحات.
ثابت زمن RC
عندما يُشحن مكثف من خلال مقاومة، يحدد ثابت الزمن τ = RC معدل الشحن. بعد ثابت زمن واحد، يصل المكثف إلى 63.2% من الشحن الكامل. بعد 5τ، يكون مشحوناً بنسبة 99.3% تقريباً.
قيم المكثفات الشائعة
- تنقية مصدر الطاقة: 100μF - 10,000μF
- الفصل: 0.1μF (100nF)
- دوائر التوقيت: 1nF - 100μF
- دوائر RF: 1pF - 100pF