Calculadora de capacitor de filtro
Uma carga de 1 A em rede de 50 Hz com 1 V de ripple pede 10 000 µF após um retificador de onda completa, pois o ripple fica em 100 Hz. Informe corrente, ripple aceitável e frequência da rede para dimensionar o capacitor. Grátis no seu navegador.
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Exemplo resolvido
- Corrente de carga
- 1
- Tensão de ripple
- 1
- Rede
- 50
- Retificador
- Full F
- N
- 2
- Capacitância (F)
- 0,01
- Capacitância (µF)
- 10.000
Esta calculadora de capacitor de filtro dimensiona o capacitor de filtro após um retificador quando você conhece a corrente de carga CC, a tensão de ripple pico a pico que pode tolerar, e a frequência da rede CA. A aproximação padrão de entrada por capacitor é C igual a I dividido por n vezes f vezes Vr, em que n é dois para retificação de onda completa (ripple no dobro da frequência da linha) e um para meia onda. Quando a corrente está em amperes, a frequência em hertz, e o ripple em volts, a capacitância é retornada em farads e também em microfarads, para seleção comum de eletrolíticos. Ripple zero ou negativo é rejeitado, porque a fórmula exigiria capacitância infinita; corrente de carga e frequência zero ou não positivas são rejeitadas pela mesma razão física. O mecanismo é aritmética totalmente determinística: sem chamadas de rede, sem amostragem e sem atalhos dependentes de data.
O que um capacitor de filtro faz e o que a resposta contém
Depois de um retificador de meia onda ou onda completa, a CC bruta ainda contém um grande componente de CA na frequência da linha ou no dobro dela. Um capacitor reservatório (de filtro) sobre a carga carrega perto de cada pico e descarrega na carga entre os picos, reduzindo a tensão de ripple pico a pico Vr vista pelo resto do circuito.
Sob o modelo usual de primeira ordem, que trata a descarga como aproximadamente linear para um ripple pequeno em relação à CC média, a carga removida por ciclo é aproximadamente I vezes o período da forma de onda de ripple, então C vezes Vr é cerca de I sobre n f, o que se rearranja para C igual a I dividido por n vezes f vezes Vr.
Aqui, I é a corrente de carga CC, f é a frequência da rede, e n é dois para onda completa (padrão) ou um para meia onda. Ripple zero é destacado explicitamente, porque exigiria capacitância de filtro infinita.
Onde o dimensionamento de capacitância de filtro se encaixa em estudo, projeto e software
Estudantes encontram C igual a I sobre dois f Vr quando um livro-texto introduz filtros de entrada por capacitor, quando um problema de lição de casa dá uma carga de um ampere a cinquenta hertz com um volt de ripple e pede farads ou microfarads, ou quando um laboratório pergunta por que fontes de onda completa precisam de aproximadamente metade da capacitância de projetos de meia onda para o mesmo orçamento de ripple.
Professores podem pré-gerar gabaritos para correntes e metas de ripple modestas sem depender de aplicativos de calculadora opacos que trocam silenciosamente unidades ou confundem ripple RMS com pico a pico. Desenvolvedores chamam o mesmo contrato a partir de scripts para gerar vetores de teste determinísticos para demonstrações de fonte de alimentação, normalizar parâmetros de filtro inseridos por usuários antes de uma lista de verificação de projeto, ou atender enunciados de desafios de programação que exigem farads em vez de um esboço aproximado.
Verificações elétricas de primeira ordem usam esta fórmula quando apenas a corrente de carga, um orçamento de ripple, e a frequência de linha são conhecidos, antes de modelar ESR, tempo de retenção, ou filtros LC de múltiplos estágios.
Casos de uso
Verificações de lição de casa e laboratório
Calcule C = I/(n·f·Vr) a partir da corrente de carga, orçamento de ripple e frequência da rede antes de corrigir planilhas ou comparar tamanhos de filtro.
Software de tutoria e ensino
Normalize I, Vr e f inseridos por usuários na capacitância de filtro necessária, para lições interativas e auxiliares de passo a passo.
Perguntas frequentes
Qual fórmula é usada para a capacitância de filtro?
A aproximação padrão de entrada por capacitor é C = I / (n · f · Vr), em que I é a corrente de carga, f é a frequência da rede, Vr é o ripple pico a pico, e n é 2 para onda completa (padrão) ou 1 para meia onda. Com entradas do SI, a unidade é farads (F); a resposta também informa microfarads.
O que acontece se a tensão de ripple for zero?
Ripple zero exigiria capacitância de filtro infinita neste modelo; escolha um orçamento de ripple pico a pico positivo.
Onda completa ou meia onda — qual devo usar?
Para o mesmo I, f e Vr, a meia onda precisa do dobro da capacitância da onda completa.
Isso é o mesmo que a energia armazenada em capacitor E = ½CV²?
Não. A energia de capacitor responde quantos joules são armazenados em um dado C e V. Esta ferramenta dimensiona o capacitor reservatório necessário para atender a um orçamento de ripple sob carga. Use a calculadora de energia de capacitor quando precisar de joules a partir de C e V.
A tensão de ripple deve ser pico a pico ou eficaz?
Pico a pico, ou seja, a variação total entre o ponto mais alto e o mais baixo da tensão. Digitar o valor eficaz no lugar dela leva a um capacitor de tamanho errado.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/smoothing-capacitor \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"load_current":1,"ripple_voltage":1,"frequency":50}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/smoothing-capacitor", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"load_current": 1,
"ripple_voltage": 1,
"frequency": 50
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/smoothing-capacitor",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"load_current": 1,
"ripple_voltage": 1,
"frequency": 50
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/smoothing-capacitor", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"load_current":1,"ripple_voltage":1,"frequency":50}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"load_current":1,"ripple_voltage":1,"frequency":50}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/smoothing-capacitor", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"load_current": 1,
"ripple_voltage": 1,
"frequency": 50
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.smoothing_capacitor",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Limites
max_abs_current | 1000000000000000 |
max_abs_ripple | 1000000000000000 |
max_abs_frequency | 1000000000000000 |
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
O que um capacitor de filtro faz e o que a resposta contém
Esta calculadora retorna as entradas normalizadas load_current, ripple_voltage e frequency, o tipo de retificador resolvido e o multiplicador n, a capacitância calculada em farads e microfarads, a frequência de ripple n f, a precisão usada, uma etiqueta de método smoothing_capacitor, um breve lembrete de fórmula, e uma dica de unidade F para entradas do SI. Não há simulação numérica de SPICE, redução por ESR ou corrente de ripple, nem amostragem de Monte Carlo: o mecanismo avalia I sobre n f Vr dentro do intervalo numérico suportado, ou rejeita a entrada com invalid_input. Os casos rejeitados incluem corrente de carga, tensão de ripple ou frequência ausente; valores não finitos; magnitudes acima dos tetos documentados; e qualquer I, f ou Vr não positivo. Se você precisa de energia armazenada a partir de C e V, constantes de tempo RC, ou potência elétrica a partir de V e I, use essas ferramentas dedicadas; esta página responde apenas à capacitância de filtro necessária a partir de carga, ripple e frequência de linha, com saída numérica estável adequada para planilhas de exercícios, testes unitários e consumidores de API.
Como corrente de carga, ripple e frequência são interpretados e como C permanece reproduzível
O ripple deve ser um limite pico a pico positivo e finito; ripple zero é rejeitado, porque C igual a I sobre n f Vr diverge quando Vr se aproxima de zero, e ripple negativo não é físico neste modelo. Sinais de mais à esquerda opcionais e notação científica em strings numéricas são permitidos quando interpretados como decimais finitos; espaços embutidos e tokens não numéricos são rejeitados. O campo preferido para a corrente de carga é load_current, mas os aliases I, i, current, amps e load são aceitos, para que planilhas, strings de consulta e formulários tipados possam reutilizar o mesmo contrato. A corrente de carga deve ser finita e estritamente positiva: I zero ou negativo falha com invalid_input e uma mensagem que nomeia o campo, para que uma célula com erro não vire silenciosamente um resultado sem sentido. O campo preferido para ripple é ripple_voltage, com os aliases Vr, vr, ripple, delta_v e Vripple. O campo preferido para frequência é frequency, com os aliases f, freq, mains_frequency, hz e line_frequency; valores típicos são cinquenta ou sessenta hertz para equipamentos alimentados pela rede, mas qualquer f finito positivo é aceito dentro do teto de magnitude. O campo opcional rectifier, com os aliases type, wave e rectification, seleciona onda completa (n igual a dois, padrão) ou meia onda (n igual a um); sinônimos como full-wave, half-wave, fw e hw são aceitos sem diferenciar maiúsculas de minúsculas. Um campo opcional precision, com aliases decimals e dp, escolhe quantas casas decimais expor para as saídas numéricas, com padrão de dez e limite de quinze, para que os goldens em JSON permaneçam estáveis. Combine a execução gratuita no navegador desta página com a API paga quando precisar do mesmo resultado matemático dentro de um pipeline automatizado, sem reimplementar a fórmula do capacitor de filtro você mesmo.
Onde o dimensionamento de capacitância de filtro se encaixa em estudo, projeto e software
Ferramentas de educação usam o endpoint quando um aprendiz digita I, Vr e f, e a interface precisa mostrar a capacitância em farads e microfarads. Nesta página o trabalho roda inteiramente no seu navegador; pela API, cada consulta bem-sucedida custa US$ 0,002, a validação com falha não é cobrada, e nada é armazenado depois que a resposta é devolvida. Essa divisão — exploração interativa gratuita e uma API paga e idêntica — segue o padrão do resto do catálogo tier A do KIT e permite passar de uma demonstração em sala de aula para um pipeline automatizado sem mudar o resultado matemático. Combine-a com auxiliares de energia de capacitor ou potência elétrica quando precisar de grandezas de circuito relacionadas, e com outros endpoints de matemática ao montar um pequeno laboratório de calculadoras de eletrônica gratuitas e determinísticas.
Casos de integração
Fixtures determinísticas para testes
Gere valores reproduzíveis de capacitância de filtro para testes unitários, demonstrações de fonte de alimentação e asserções de CI sobre a fórmula do reservatório.
Perguntas técnicas
Quanto custa a calculadora de capacitor de filtro?
É gratuita no navegador, nesta página. Pela API, uma solicitação bem-sucedida custa US$ 0,002; entradas inválidas não são cobradas.