Ladung eines Kondensators
Welche Ladung speichert ein Kondensator der Kapazität C bei der Spannung U?
Die Kapazität C ist das Maß dafür, wie viel Ladung Q ein Kondensator je Volt Spannung aufnimmt: Q = C · U. Die Einheit Farad (1 F = 1 As/V) ist sehr groß; in der Technik sind Mikrofarad (µF = 10⁻⁶ F), Nanofarad und Picofarad üblich. Der Rechner erwartet C in µF und liefert Q in µC (Mikrocoulomb); 1 000 000 µC = 1 C = 1 As.
Die Formel beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung und gespeicherter Ladung bei Zwischenkreiskondensatoren von Frequenzumrichtern, Glättungs- und Stützkondensatoren, Motorbetriebskondensatoren und Kompensationsanlagen. Sie ist die Grundlage für die Berechnung der gespeicherten Energie und der Lade- und Entladeströme.
Größen und Einheiten
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| Ladunggespeicherte Ladung (1 000 000 µC = 1 C = 1 As) | µC | |
| KapazitätKapazität des Kondensators | µF | |
| SpannungSpannung am Kondensator | V |
Rechenweg
- Werte eintragen, eine Größe leer lassen, „Lösen“ drücken.
Ergebnis ohne Gewähr – ersetzt keine Fachplanung.
Beispiel
Der Zwischenkreiskondensator eines Frequenzumrichters hat 470 µF und ist auf 560 V (gleichgerichtete 400-V-Netzspannung) aufgeladen. Welche Ladung ist gespeichert?
- Gegeben: C = 470 µF, U = 560 V. Gesucht: Q.
- Formel: Q = C · U.
- Einsetzen: Q = 470 µF · 560 V = 263 200 µC.
- Umrechnen: 263 200 µC = 0,263 C = 0,263 As. Nach dem Abschalten bleibt diese Ladung erhalten – vor Arbeiten am Umrichter die Entladezeit abwarten und Spannungsfreiheit feststellen.
Ergebnis: 263 200 µC = 0,263 C
Gültigkeit & Hinweise
- Gilt für ideale Kondensatoren mit spannungsunabhängiger Kapazität; Keramikkondensatoren bestimmter Dielektrika verlieren bei hoher Spannung Kapazität.
- Bei Wechselspannung ist U der Augenblickswert; die maximale Ladung ergibt sich mit dem Scheitelwert (230 V effektiv → 325 V).
- Einheiten: C in µF und Q in µC gehören zusammen; wird C in F eingegeben, ergibt sich Q in C.
Typische Fehler
- nF oder pF als µF eingetragen (1 µF = 1 000 nF = 1 000 000 pF).