平滑コンデンサ計算
負荷1 A、50 Hzの商用電源、リプル1 Vなら、全波整流後の平滑コンデンサは10000 µFです。リプルが100 Hzになるためです。電流、許容リプル、周波数を入れるだけで容量が分かります。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- 負荷電流
- 1
- リプル電圧
- 1
- 商用周波数
- 50
- 整流方式
- Full F
- N
- 2
- 静電容量（F）
- 0.01
- 静電容量（µF）
- 10,000
この平滑コンデンサ計算ツールは、DC負荷電流、許容できるピークツーピークのリプル電圧、AC商用周波数が分かっている場合に、整流回路の後段のフィルタコンデンサをサイジングします。標準的なコンデンサ入力近似はC=I/(n×f×Vr)であり、nは全波整流（ライン周波数の2倍でリプルが生じる）では2、半波では1です。電流がアンペア、周波数がヘルツ、リプルがボルトで与えられる場合、静電容量はファラドで、また一般的な電解コンデンサの選定のためマイクロファラドでも返されます。リプルがゼロまたは負だと公式が無限大の静電容量を要求することになるため拒否されます。負荷電流と周波数がゼロまたは正でない場合も同じ物理的な理由で拒否されます。エンジンは完全に決定的な算術です。ネットワーク通信もサンプリングも日付依存の近道もありません。
平滑コンデンサの働きと計算結果の読み方
半波または全波整流の後、生のDCにはライン周波数またはその2倍の周波数の大きなAC成分がまだ含まれています。負荷の両端にあるリザーバー（平滑）コンデンサは各ピーク付近で充電され、ピークの間に負荷へ放電することで、回路の残りの部分が見るピークツーピークのリプル電圧Vrを低減します。
平均DCに対して小さなリプルでは放電をおおむね線形として扱う通常の一次モデルの下では、1サイクルあたりに除去される電荷はおよそI×リプル波形の周期であるため、C×Vrはおよそ I/(n×f) となり、これを整理するとC=I/(n×f×Vr)になります。ここでIはDC負荷電流、fは商用周波数、nは全波（既定）では2、半波では1です。
数値的なSPICEシミュレーションも、ESRやリプル電流のディレーティングも、モンテカルロサンプリングもありません。拒否されるケースには、負荷電流、リプル電圧、または周波数の欠落、非有限の値、文書化された上限を超える大きさ、そして正でないI、f、Vrが含まれます。リプルゼロは無限大のフィルタ静電容量を要求することになるため明示的に指摘されます。
CとVからの蓄積エネルギー、RC時定数、VとIからの電気的電力が必要な場合はそれぞれの専用ツールをご利用ください。
活用例
宿題と実習のチェック
ワークシートを採点したりフィルタサイズを比較したりする前に、負荷電流、リプル予算、商用周波数からC=I/(n・f・Vr)を計算します。
決定的なテストフィクスチャ
リザーバーの公式に関するユニットテスト、PSUデモ、CIアサーション向けに再現可能な平滑用静電容量の値を生成できます。
指導・教育用ソフトウェア
インタラクティブなレッスンやステップヘルパーのために、ユーザーが入力したI、Vr、fを必要なフィルタ静電容量に正規化します。
よくある質問
フィルタ静電容量にはどの公式が使われますか?
標準的なコンデンサ入力近似はC=I/(n・f・Vr)で、Iは負荷電流、fは商用周波数、Vrはピークツーピークのリプル、nは全波（既定）で2、半波で1です。
全波と半波、どちらを使うべきですか?
同じI、f、Vrでは、半波は全波の2倍の静電容量を必要とします。
これはコンデンサの蓄積エネルギーE=½CV²と同じですか?
いいえ。 コンデンサエネルギーは、与えられたCとVでどれだけのジュールが蓄えられるかに答えます。このツールは、負荷時にリプル予算を満たすために必要なリザーバーコンデンサをサイジングします。CとVからジュールが必要な場合はコンデンサエネルギー計算ツールをご利用ください。
リプル電圧はピークツーピークと実効値のどちらで入力しますか？
ピークツーピークで入力します。電圧の最も高い点と低い点の差全体のことで、代わりに実効値を入れるとコンデンサの容量を誤って見積もることになります。
この計算ではコンデンサのESRも考慮されますか？
いいえ。負荷電流、許容リプル、商用周波数だけを使う一次近似の見積もりです。等価直列抵抗やリプル電流の許容値は、部品のデータで別に確認してください。
関連ツール
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
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/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)リクエスト例
{
"load_current": 1,
"ripple_voltage": 1,
"frequency": 50
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.smoothing_capacitor",
"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
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_abs_current | 1000000000000000 |
max_abs_ripple | 1000000000000000 |
max_abs_frequency | 1000000000000000 |
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
電源回路の宿題、実習準備、一次近似の設計チェックにはブラウザで無料にご利用いただき、CI、指導用ソフトウェア、手作業で浮動小数点のステップを独自に発明してはならない教育デモで再現可能なフィルタ静電容量フィクスチャが必要な場合は、成功したリクエストごとに$0.002のAPIをご利用ください。
平滑コンデンサの働きとレスポンスの内容
この計算ツールは、正規化された入力load_current、ripple_voltage、frequency、解決された整流方式と乗数n、ファラドおよびマイクロファラドで計算された静電容量、リプル周波数n×f、使用した精度、smoothing_capacitorというメソッドタグ、短い式の説明、SI入力のための単位ヒントFを返します。エンジンはサポートされる数値範囲内でI/(n×f×Vr)を評価するか、invalid_inputで入力を拒否します。このページは、ワークシート、ユニットテスト、API利用者に適した安定した数値出力とともに、負荷・リプル・ライン周波数から必要な平滑用静電容量のみに答えます。
負荷電流・リプル・周波数の読み取り方法とCを再現可能に保つ仕組み
負荷電流は有限かつ厳密に正でなければなりません。リプルは有限かつ正のピークツーピークの許容値でなければなりません。C=I/(n×f×Vr)はVrがゼロに近づくと発散するためリプルゼロは拒否され、このモデルでは負のリプルは非物理的です。商用電源機器の典型的な値は50または60ヘルツですが、大きさの上限内であれば正の有限なfはどれでも受け付けられます。full-wave、half-wave、fw、hwのような同義語は大文字小文字を区別せずに受け付けられます。数値文字列の先頭の任意のプラス記号や指数表記は、有限の小数として解析できる場合に受け付けられますが、埋め込まれた空白や非数値トークンは拒否されます。負荷電流の優先フィールドはload_currentですが、I、i、current、amps、loadといった別名も受け付けるため、スプレッドシート、クエリ文字列、型付きフォームは同じ契約を再利用できます。ゼロまたは負のIは、フィールドを名指ししたメッセージとともにinvalid_inputで失敗するため、不正なセルがサイレントに無意味な結果につながることはありません。リプルの優先フィールドはripple_voltageで、Vr、vr、ripple、delta_v、Vrippleといった別名があります。周波数の優先フィールドはfrequencyで、f、freq、mains_frequency、hz、line_frequencyといった別名があります。任意のrectifierフィールドは、type、wave、rectificationといった別名を持ち、全波（n=2、既定）または半波（n=1）を選択します。自動化されたパイプライン内で平滑コンデンサの公式を自前で再実装することなく同一の数学的結果が必要な場合は、このページの無料ブラウザ実行と有料APIを組み合わせてご利用ください。
フィルタ静電容量のサイジングが学習・設計・ソフトウェアで役立つ場面
学生がC=I/(2f・Vr)に出会うのは、教科書がコンデンサ入力フィルタを紹介するとき、宿題の問題が50ヘルツで1アンペアの負荷とリプル1ボルトを与えてファラドまたはマイクロファラドを尋ねるとき、あるいは実習が同じリプル予算に対して全波電源がなぜ半波設計のおよそ半分の静電容量しか必要としないのかを尋ねるときです。教師は、単位を気づかないうちに切り替えたりRMSリプルとピークツーピークを混同したりする不透明な電卓アプリを信頼することなく、手頃な電流とリプルの目標について模範解答をあらかじめ生成できます。開発者は同じ契約をスクリプトから呼び出し、電源デモ用の決定的なテストベクターの種を作ったり、設計チェックリストの前にユーザーが入力したフィルタパラメータを正規化したり、あいまいなスケッチではなくファラドを要求するプログラミング課題の条件を満たしたりします。一次近似の電気チェックは、ESR、保持時間、多段LCフィルタをモデル化する前に、負荷電流、リプル予算、ライン周波数のみが分かっている場合にこの公式を使います。教育向けのツールは、学習者がI、Vr、fを入力し、UIがファラドとマイクロファラドで静電容量を表示しなければならないときにこのエンドポイントを使います。このページでの計算はすべてブラウザ内で完結します。API経由では成功した検索1件につき$0.002がかかり、検証に失敗したリクエストは課金されず、レスポンスが返された後は何も保存されません。この無料のインタラクティブな探索と、同一結果を返す有料APIという分割は、KITのtier-Aカタログの他のツールと同様であり、教室でのデモから自動化パイプラインへ、数学的な結果を変えることなく移行できます。関連する回路量が必要なときはコンデンサエネルギーや電気的電力のヘルパーと、無料で決定的な電子工学計算ツールの小さなラボを構築する際は他の数学系エンドポイントと組み合わせてご利用ください。
技術的な質問
平滑コンデンサ計算ツールの料金はいくらですか?
このページのブラウザ版は無料です。API経由では成功したリクエストごとに$0.002がかかり、無効な入力には課金されません。
リプル電圧がゼロの場合はどうなりますか?
入力はinvalid_inputで拒否されます。このモデルではリプルゼロは無限大のフィルタ静電容量を要求することになるため、正のピークツーピークのリプル予算を選んでください。