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直列コンデンサの電圧分担計算

Q: 合格なら直列回路の安全が保証されますか？

保証されません。 許容差、漏れ、ディレーティング、温度、過渡現象、リップル、均等化部品も確認してください。

400 Vを100 µF、220 µF、100 µFの直列に加えると、220 µFの分担が最も小さく、すべて定格内に収まります。各容量と定格電圧を入力すれば、部品ごとの電圧と余裕が分かります。ブラウザで無料で使えます。

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計算例

入力した場合

合計電圧: 400

結果

合成容量: 40.7407407407
定格の最大使用率 (%): 65.1851851852

この計算ツールは、印加する総電圧と各コンデンサの静電容量から、直列回路の各素子にかかる理想電圧を求めます。直列では電荷が等しいため、容量が小さい素子ほど大きな電圧を負担します。各部品の容量と定格電圧を入力すると、計算電圧、分担率、定格使用率、残りの余裕、合否を確認できます。容量だけによる理想分担と、漏れ電流、許容差、過渡現象を含む実回路との差を明確にした初期設計向けの確認です。

直列でも電圧が均等にならない理由

理想的な定常状態では、直列コンデンサが蓄える電荷量は同じですが、電圧まで同じとは限りません。V = Q/C のため、容量が小さいほど電圧は高くなります。同一部品なら総電圧を均等に分け、異なる容量なら逆比で分担します。

本ツールは各行について電圧、総電圧に対する割合、定格使用率、電圧余裕を表示します。単位は F、µF、nF などを使用できますが、分担は比率で決まるため、すべて同じ単位で入力してください。

逆容量による計算方法

まず各容量の逆数を合計し、その合計の逆数を直列合成容量とします。次に総電圧へ各素子の重み 1/C を掛け、逆数の合計で割ります。定格使用率は分担電圧を定格電圧で割った値、余裕は定格電圧から分担電圧を引いた値です。

すべての素子が定格以下の場合だけ全体を合格とします。正の総電圧と、正で有限な値を持つ2件以上のデータが必要です。

理想確認であり完全な安全保証ではありません

実際の直列回路では、容量許容差、漏れ電流、誘電吸収、温度、経年変化、過渡電圧が分担に影響します。高電圧回路では、最悪時の漏れ電流データに基づく均等化抵抗や能動回路が必要になることがあります。本結果は公称条件での違反検出に使用し、その後に許容差の端点、メーカー推奨のディレーティング、リップル電流、熱限界、故障状態も評価してください。

活用例

高電圧 DC バスの初期確認

均等化回路と最悪許容差を設計する前に、各コンデンサの公称分担電圧を確認します。

BOM 代替部品の審査

提案された容量と定格の組み合わせを元の構成と比較し、定格使用率が最大の部品を特定します。

電子工学の学習

等しい電荷が容量の逆比による電圧分担を生み、異なる容量では均等分担にならないことを示します。

よくある質問

各コンデンサの電圧にはどの式を使いますか？

コンデンサ i について Vi = Vtotal × (1/Ci) / Σ(1/Cj) です。すべての入力で統一すれば、容量の単位は任意です。

同じコンデンサなら電圧は均等ですか？

理想モデルでは均等です。逆数の重みが同じため、各素子は総電圧を個数で割った値を受け持ちます。

最小容量のコンデンサに最大電圧がかかるのはなぜですか？

直列では理想電荷が等しく、V = Q/C です。同じ電荷なら容量が小さいほど電圧が高くなります。

合格なら直列回路の安全が保証されますか？

保証されません。許容差、漏れ、ディレーティング、温度、過渡現象、リップル、均等化部品も確認してください。

容量はマイクロファラドやナノファラドで入力できますか？

はい。すべてのコンデンサで同じ単位を使えば、どの単位でもかまいません。分担は容量の比だけで決まるためです。総電圧と定格電圧は常にボルトで入力します。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"total_voltage":400,"capacitors":[{"capacitance":100,"voltage_rating":250},{"capacitance":220,"voltage_rating":200},{"capacitance":100,"voltage_rating":250}]}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "total_voltage": 400,
    "capacitors": [
      {
        "capacitance": 100,
        "voltage_rating": 250
      },
      {
        "capacitance": 220,
        "voltage_rating": 200
      },
      {
        "capacitance": 100,
        "voltage_rating": 250
      }
    ]
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "total_voltage": 400,
    "capacitors": [
        {
            "capacitance": 100,
            "voltage_rating": 250
        },
        {
            "capacitance": 220,
            "voltage_rating": 200
        },
        {
            "capacitance": 100,
            "voltage_rating": 250
        }
    ]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"total_voltage":400,"capacitors":[{"capacitance":100,"voltage_rating":250},{"capacitance":220,"voltage_rating":200},{"capacitance":100,"voltage_rating":250}]}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"total_voltage":400,"capacitors":[{"capacitance":100,"voltage_rating":250},{"capacitance":220,"voltage_rating":200},{"capacitance":100,"voltage_rating":250}]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/series-cap-voltage-share", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "total_voltage": 400,
  "capacitors": [
    {
      "capacitance": 100,
      "voltage_rating": 250
    },
    {
      "capacitance": 220,
      "voltage_rating": 200
    },
    {
      "capacitance": 100,
      "voltage_rating": 250
    }
  ]
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.series_cap_voltage_share",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

制限

max_n 1000

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

逆容量による計算方法

不正な入力には invalid_input を返します。

理想確認であり完全な安全保証ではありません

ブラウザーと API は同じ決定論的計算を使用し、自動呼び出しは1回 $0.002 です。

技術的な質問

API 計算の料金はいくらですか？

成功した API リクエスト1回につき $0.002 です。ブラウザー版は無料で、同じ決定論的な中核処理を使います。

KITの完全なドキュメントを見る →

直列コンデンサの電圧分担計算

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計算例

直列でも電圧が均等にならない理由

逆容量による計算方法

理想確認であり完全な安全保証ではありません

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関連ツール

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エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

制限

エラー

技術的な注記

逆容量による計算方法

理想確認であり完全な安全保証ではありません

技術的な質問

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