Elektrische Kapazität – Umrechner
Rechnen Sie Kapazitäten zwischen Farad, Millifarad, Mikrofarad, Nanofarad, Pikofarad, Statfarad und Abfarad um. Geben Sie einen Wert ein und wählen Sie dann die Ausgangseinheit und die Zieleinheit.
Elektrische Kapazität zwischen Einheiten umrechnen
Formel für die elektrische Kapazität
Wobei gilt:
- \(C_{\text{von}}\) — der eingegebene Kapazitätswert in der Ausgangseinheit
- \(C_{\text{nach}}\) — der entsprechende Wert in der Zieleinheit
- \(k_{\text{von}}\) — die Anzahl der Farad in einer Ausgangseinheit
- \(k_{\text{nach}}\) — die Anzahl der Farad in einer Zieleinheit
Der Umrechner drückt den eingegebenen Wert zunächst in Farad aus und teilt ihn dann durch den Farad-Wert der gewählten Zieleinheit. Dadurch ändern sich Zahl und Einheit, nicht aber die physikalische Kapazität.
Elektrische Kapazität – Berechnungsbeispiel
Beispiel: Wandeln Sie den Standardwert von 1 Farad (F) in Mikrofarad (µF) um. Ein Mikrofarad entspricht \(10^{-6}\) Farad.
\[C_{\text{nach}}=1\times\frac{1}{10^{-6}}=1{,}000{,}000\ \text{µF}\]
Ergebnis: 1 F = 1.000.000 µF.
So verwenden Sie den Umrechner
- Geben Sie in Kapazitätswert eine nichtnegative Zahl ein. Verwenden Sie die Einheit, die auf dem Bauteil angegeben ist oder in Ihren Quelldaten steht.
- Wählen Sie diese Einheit als Ausgangseinheit.
- Wählen Sie in Zieleinheit die gewünschte Einheit.
- Lesen Sie den Umgerechneten Kapazitätswert ab. Seine Einheit entspricht der gewählten Zieleinheit.
Um beispielsweise einen mit 470 nF beschrifteten Kondensator in Mikrofarad auszudrücken, geben Sie 470 ein, wählen Sie als Ausgangseinheit Nanofarad (nF) und als Zieleinheit Mikrofarad (µF). Das Ergebnis ist 0,47 µF. Wenn beide Einheitsauswahlen identisch sind, bleibt der Zahlenwert unverändert.
Was elektrische Kapazität bedeutet
Die Kapazität beschreibt, wie viel elektrische Ladung ein Bauteil pro angelegter Spannung speichert. Für einen Kondensator gilt \(C=Q/V\), wobei \(Q\) die Ladung in Coulomb und \(V\) die Spannung in Volt ist. Ein Farad entspricht einem Coulomb pro Volt. Die Umrechnung zwischen Kapazitätseinheiten sagt nichts über die gespeicherte Ladung aus, solange die Spannung nicht bekannt ist.
Das Farad ist für viele elektronische Bauteile eine große Einheit, daher verwenden Datenblätter und Bauteilbeschriftungen üblicherweise Mikrofarad, Nanofarad oder Pikofarad. Das Umrechnen von Einheiten hilft beim Vergleichen von Spezifikationen, beim Ersetzen eines Bauteils oder beim Prüfen einer Schaltungsberechnung. So beschreiben beispielsweise 0,1 µF, 100 nF und 100.000 pF dieselbe Kapazität.
Die Kapazität beeinflusst auch, wie sich eine Schaltung zeitlich verhält und auf wechselnde Signalfrequenzen reagiert. Eine größere Kapazität ermöglicht grundsätzlich das Speichern von mehr Ladung bei einer gegebenen Spannung, doch das Verhalten eines Kondensators in einer realen Schaltung hängt auch von seinen Anschlüssen und den übrigen Bauteilen ab. Wenn Sie mit Wechselspannungssignalen arbeiten, kann der Frequenz-Umrechner helfen, Signalangaben in einheitliche Einheiten zu bringen. Für andere elektrische Größen siehe den Stromstärke-Umrechner und den Umrechner für Leitwerteinheiten.
Umrechnungsfaktoren und praktische Grenzen
Die Tabelle zeigt, wie viele Farad einer Einheit entsprechen. Nutzen Sie sie, um ein Ergebnis zu prüfen oder einen Wert von Hand umzurechnen: Multiplizieren Sie mit dem Faktor der Ausgangseinheit, um Farad zu erhalten, und teilen Sie dann durch den Faktor der Zieleinheit.
| Einheit | Zeichen | Farad pro Einheit |
|---|---|---|
| Farad | F | 1 |
| Millifarad | mF | \(10^{-3}\) |
| Mikrofarad | µF | \(10^{-6}\) |
| Nanofarad | nF | \(10^{-9}\) |
| Pikofarad | pF | \(10^{-12}\) |
| Statfarad | statF | etwa \(1.11265\times10^{-12}\) |
| Abfarad | abF | \(10^{9}\) |
Statfarad und Abfarad sind Einheiten aus verschiedenen elektrischen CGS-Einheitensystemen; sie sind nicht einfach deshalb mit Pikofarad oder Farad austauschbar, weil ihre Namen auf „farad“ enden. Der Umrechner verwendet den oben angegebenen angenäherten Statfarad-Faktor, daher tragen Umrechnungen mit Statfarad diese Näherung in sich.
Das angezeigte Ergebnis wird auf 10 Dezimalstellen gerundet. Ein sehr kleiner, von null verschiedener Wert kann daher bei der Umrechnung in eine große Einheit als null erscheinen: Beispielsweise ist 1 pF gleich \(10^{-12}\) F und nicht null Farad. Wählen Sie für solche Werte eine kleinere Zieleinheit oder nutzen Sie die Faktoren aus der Tabelle, wenn Sie das Ergebnis in Farad benötigen. Die Einheitenumrechnung berücksichtigt außerdem weder die Toleranz noch die Spannungsfestigkeit, das Temperaturverhalten oder frequenzabhängige Effekte eines Kondensators; prüfen Sie in diesen Fällen die Bauteil-Spezifikationen.
Häufig gestellte Fragen
Wie rechne ich ohne Taschenrechner zwischen µF, nF und pF um?
Verschieben Sie das Komma für jeden Schritt zwischen benachbarten Einheiten um drei Stellen: µF → nF → pF. Eine Verschiebung nach rechts multipliziert mit 1.000, eine Verschiebung nach links dividiert durch 1.000. Beispielsweise sind 2,2 µF gleich 2.200 nF oder 2.200.000 pF. Achten Sie auf die Richtung: Die Zahl wird größer, wenn die Einheit kleiner wird.
Was ist ein typischer Kapazitätswert für einen elektronischen Kondensator?
Es gibt keinen einheitlichen Normalwert; es hängt von der Schaltung ab. Kleine Signal- und Zeitglieder-Kondensatoren können in Pikofarad oder Nanofarad gemessen werden, während zur Siebung von Netzteilen oft Mikrofarad bis Tausende Mikrofarad verwendet werden. Ein größerer Wert ist nicht automatisch besser: Der benötigte Wert hängt vom Schaltungsentwurf ab, und das Bauteil muss zusätzlich seine Spannungs- und anderen Spezifikationen erfüllen.
Was bedeutet eine dreistellige Kondensator-Beschriftung wie 473?
Bei vielen Kondensatoren sind die ersten beiden Ziffern signifikante Ziffern und die dritte die Anzahl der Nullen; das Ergebnis ist in Pikofarad angegeben. 473 bedeutet also 47.000 pF bzw. 47 nF. Diese Konvention gilt nicht für jede Beschriftung oder jedes Bauteil; Buchstaben können die Toleranz angeben, und die Herstellerdokumentation ist der beste Weg, ein mehrdeutiges Etikett zu klären.
Wie berechne ich die Gesamtkapazität parallel oder in Reihe geschalteter Kondensatoren?
Bei parallel geschalteten Kondensatoren addieren Sie die Kapazitäten: \(C_{\mathrm{gesamt}}=C_1+C_2+\cdots\). Bei in Reihe geschalteten Kondensatoren addieren Sie die Kehrwerte: \(1/C_{\mathrm{gesamt}}=1/C_1+1/C_2+\cdots\). Zwei identische Kondensatoren haben parallel daher die doppelte, in Reihe die halbe Kapazität. Rechnen Sie vor der Berechnung alle Werte in dieselbe Einheit um.
Hat ein Kondensator mit mehr Kapazität auch eine höhere Spannungsfestigkeit?
Nein. Kapazität und Spannungsfestigkeit sind getrennte Spezifikationen. Die Kapazität beschreibt die gespeicherte Ladung pro Volt; die Spannungsfestigkeit gibt die maximale Spannung an, für deren Aufnahme das Bauteil unter festgelegten Bedingungen ausgelegt ist. Zwei Kondensatoren können dieselbe Kapazität, aber sehr unterschiedliche Spannungsfestigkeiten haben. Gehen Sie niemals davon aus, dass eine Einheitenumrechnung oder eine größere Kapazität einen Kondensator bei höherer Spannung sicher macht.
Worin unterscheidet sich Kapazität vom kapazitiven Blindwiderstand?
Die Kapazität ist eine Bauteil-Eigenschaft, gemessen in Farad; der kapazitive Blindwiderstand beschreibt den Wechselstromwiderstand des Bauteils und wird in Ohm gemessen. Für einen idealen Kondensator bei der Frequenz \(f\) gilt \(X_C=1/(2\pi fC)\). Der Blindwiderstand sinkt, wenn Frequenz oder Kapazität steigen. Die Umrechnung von Farad in Mikrofarad ändert nur die Einheiten, nicht den Blindwiderstand bei einer gegebenen Frequenz.