Fórmulas de Condensadores
As fórmulas de condensadores descrevem como a carga, a energia e a tensão se relacionam em componentes capacitivos e como os condensadores se comportam ao longo do tempo em circuitos RC. Estas calculadoras tratam da energia armazenada, da carga e da temporização para que possa projetar filtros, temporizadores e andares de armazenamento de energia com confiança. São centrais ao desacoplamento de potência, ao acoplamento de sinais e à temporização analógica.
Calculadoras de Fórmulas de Condensadores
- Reatância Capacitiva Xc = 1 / (2πfC) Frequency 5 Hz, Capacitance 100 nF → Reactance = 0.3183 MΩ
- Constante de Tempo RC τ = R × C Resistance 100 Ω, Capacitance 100 nF → Time Constant = 10 µs
- Energia do Condensador E = ½CV² Capacitance 100 nF, Voltage 0.33 V → Energy = 0.005445 µJ
- Carga do Condensador Q = C × V Capacitance 100 nF, Voltage 0.33 V → Charge = 33 nC
- Capacitância em Série 1/Ctotal = 1/C1 + 1/C2 + ... + 1/Cn Capacitor Values 100 µF, 0.22 mF, 0.47 mF → 1/Ctotal = 6 × 10⁻⁵
- Capacitância em Paralelo Ctotal = C1 + C2 + ... + Cn Capacitor Values 100 µF, 0.22 mF, 0.47 mF → Ctotal = 0.79 mF
- Impedância do Condensador com ESR Z = √(ESR² + Xc²) ESR 0.1 mΩ, Capacitive Reactance 2.2 Ω → Total Impedance = 2.2 Ω
- Tensão de Ondulação do Condensador ΔV = I / (2 × f × C) Load Current 2 mA, Ripple Frequency 5 Hz, Capacitance 100 nF → Ripple Voltage = 2 kV
- Frequência de Auto-Ressonância do Condensador f_SRF = 1 / (2π × √(ESL × C)) Equiv. Series Inductance 0.1 nH, Capacitance 100 pF → Self-Resonant Freq = 1.592 GHz
- Tempo de Carga do Condensador a Corrente Constante t = C × ΔV / I Capacitance 100 nF, Voltage Change 0.33 V, Charging Current 100 µA → Charge Time = 0.33 ms
- Fator de Dissipação Dielétrica DF = ESR × 2πfC ESR 0.1 mΩ, Frequency 100 Hz, Capacitance 100 nF → Dissipation Factor = 6.28 × 10⁻⁹
- Redução de Capacitância por Tensão em Condensadores Cerâmicos C_eff = C_rated × factor Rated Capacitance 0.22 µF, Derating Factor 2.5 % → Effective Capacitance = 5.5 nF
- Divisor de Tensão Capacitivo Vout = Vin · C1 / (C1 + C2) Input Voltage 0.726 V, Top Capacitor 100 pF, Bottom Capacitor 0.22 nF → Output Voltage = 0.2269 V
- Condensador Esférico C = 4πε0 · a · b / (b − a) Inner Radius 0.1 mm, Outer Radius 0.22 mm → Capacitance = 0.0204 pF
Resultado resolvido para cada fórmula de Condensadores
| Fórmula | Expressão | Resultado resolvido |
|---|---|---|
| Reatância Capacitiva | Xc = 1 / (2πfC) | Frequency 5 Hz, Capacitance 100 nF → Reactance = 0.3183 MΩ |
| Constante de Tempo RC | τ = R × C | Resistance 100 Ω, Capacitance 100 nF → Time Constant = 10 µs |
| Energia do Condensador | E = ½CV² | Capacitance 100 nF, Voltage 0.33 V → Energy = 0.005445 µJ |
| Carga do Condensador | Q = C × V | Capacitance 100 nF, Voltage 0.33 V → Charge = 33 nC |
| Capacitância em Série | 1/Ctotal = 1/C1 + 1/C2 + ... + 1/Cn | Capacitor Values 100 µF, 0.22 mF, 0.47 mF → 1/Ctotal = 6 × 10⁻⁵ |
| Capacitância em Paralelo | Ctotal = C1 + C2 + ... + Cn | Capacitor Values 100 µF, 0.22 mF, 0.47 mF → Ctotal = 0.79 mF |
| Impedância do Condensador com ESR | Z = √(ESR² + Xc²) | ESR 0.1 mΩ, Capacitive Reactance 2.2 Ω → Total Impedance = 2.2 Ω |
| Tensão de Ondulação do Condensador | ΔV = I / (2 × f × C) | Load Current 2 mA, Ripple Frequency 5 Hz, Capacitance 100 nF → Ripple Voltage = 2 kV |
| Frequência de Auto-Ressonância do Condensador | f_SRF = 1 / (2π × √(ESL × C)) | Equiv. Series Inductance 0.1 nH, Capacitance 100 pF → Self-Resonant Freq = 1.592 GHz |
| Tempo de Carga do Condensador a Corrente Constante | t = C × ΔV / I | Capacitance 100 nF, Voltage Change 0.33 V, Charging Current 100 µA → Charge Time = 0.33 ms |
| Fator de Dissipação Dielétrica | DF = ESR × 2πfC | ESR 0.1 mΩ, Frequency 100 Hz, Capacitance 100 nF → Dissipation Factor = 6.28 × 10⁻⁹ |
| Redução de Capacitância por Tensão em Condensadores Cerâmicos | C_eff = C_rated × factor | Rated Capacitance 0.22 µF, Derating Factor 2.5 % → Effective Capacitance = 5.5 nF |
| Divisor de Tensão Capacitivo | Vout = Vin · C1 / (C1 + C2) | Input Voltage 0.726 V, Top Capacitor 100 pF, Bottom Capacitor 0.22 nF → Output Voltage = 0.2269 V |
| Condensador Esférico | C = 4πε0 · a · b / (b − a) | Inner Radius 0.1 mm, Outer Radius 0.22 mm → Capacitance = 0.0204 pF |
Variáveis usadas nas fórmulas de Condensadores
- Xc — Reatância capacitiva em ohms (Ω)
- f — Frequência em hertz (Hz)
- C — Capacitância em farads (F)
- τ — Constante de tempo em segundos (s)
- R — Resistência em ohms (Ω)
- E — Energia em joules (J)
- V — Tensão aos terminais do condensador (V)
- Q — Carga em coulombs (C)
- Ctotal — Capacitância equivalente total (F)
- C1, C2, ... Cn — Valores individuais dos condensadores (F)
- Z — Impedância total do condensador (Ω)
- ESR — Resistência série equivalente (Ω)
- ΔV — Tensão de ondulação pico a pico (V)
- I — Corrente de carga CC (A)
- f_SRF — Frequência de auto-ressonância (Hz)
- ESL — Indutância série equivalente (H)
- t — Tempo de carga (s)
- DF — Fator de dissipação, também tan δ (adimensional)
- C_eff — Capacitância efetiva à tensão de operação (F)
- C_rated — Capacitância nominal (sem polarização) (F)
- factor — Fator de redução (0 a 1)
- Vout — Tensão aos terminais de C2 (V)
- Vin — Tensão total aplicada (V)
- C1 — Condensador superior (em série) (F)
- C2 — Condensador inferior aos terminais da saída (F)
- a — Raio da esfera interna (m)
- b — Raio da esfera externa (m)
- ε0 — Permitividade do espaço livre (× εr se preenchido)
Perguntas frequentes sobre Condensadores
- How to calculate esr from impedance for a capacitor — Impedância do Condensador com ESR
- Which 0402 capacitor value has a 1ghz self resonant frequency — Frequência de Auto-Ressonância do Condensador
- Self resonant frequency for 0402 0.1uf capacitor — Frequência de Auto-Ressonância do Condensador
- Ceramic capacitor derating factor — Redução de Capacitância por Tensão em Condensadores Cerâmicos
- Ceramic capacitor voltage derating calculator — Redução de Capacitância por Tensão em Condensadores Cerâmicos
- Capacitive voltage divider calculator — Divisor de Tensão Capacitivo
- Capacitive divider formula — Divisor de Tensão Capacitivo
- Spherical capacitor formula concentric spheres — Condensador Esférico
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