容量分圧器計算機
1 nFのコンデンサ2つに10 Vをかけると、下側には5 Vがかかり、分圧比は0.5、約−6 dBです。入力電圧と2つの容量を同じ単位で入れてください。小さいコンデンサほど大きな電圧を受け持ちます。ブラウザで無料で使えます。
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計算例
- Vin
- 10
- C1
- 0.000000001
- C2
- 0.000000001
- C 合計 (並列)
- 0.000000002
- C 直列
- 0.0000000005
- 出力電圧 (Vout)
- 5
- 比
- 0.5
容量分圧器は、直列接続した二つのコンデンサに交流入力電圧を配分します。容量性リアクタンスは静電容量に反比例するため、電圧の大きな割合は小さいコンデンサ側に現れます。これは電圧が抵抗に比例する抵抗分圧の双対です。本容量分圧器計算機は、入力電圧 Vin、上側直列容量 C1、下側センス容量 C2 を受け取り、C2 両端の中間ノード出力 Vout、分圧比、直列等価容量、デシベル減衰を返します。高電圧プローブ、AC 結合網、静電容量タッチのフロントエンド、インピーダンス実験はいずれも同じ閉形式を使います。非正の容量を含む要求はゼロ除算ではなく明確な検証エラーで失敗します。
二つのコンデンサによる容量分圧の仕組み
理想コンデンサ C1 と C2 を交流源 Vin に対して直列に置きます。C1 の上極板は Vin を見、C1 と C2 の接合が中間ノード、C2 の他端は源の基準に戻ります。出力電圧 Vout は中間ノードから基準へ、すなわち C2 両端電圧として取ります。
任意の単一周波数でリアクタンスは Xc1 が omega C1 の逆数、Xc2 が omega C2 の逆数です。これらのインピーダンスによる直列分圧は Vout が Vin に Xc2 を掛けて Xc1 と Xc2 の和で割った形になります。
リアクタンス式を代入すると omega は打ち消し、結果は Vout が Vin に C1 を掛けて C1 と C2 の和で割った式に収束します。言い換えると、各コンデンサの電圧は自身の容量に反比例し、小さい側が Vin のより大きな割合を担います。直列等価容量は C1 と C2 の積を和で割った値で、二つの直列コンデンサをまとめるときの同一恒等式です。
これらは ESR と漏れが無視できる集中定数の線形コンデンサでは厳密であり、実部品には公差・電圧係数・対地寄生が加わりますが、設計の第一歩はこの代数的配分です。空欄や非有限値は検証に失敗します。零または負の容量は、受動コンデンサが非正の C を寄与できないため失敗します。
送信する内容と返る結果
有限な三つの数を送ってください。直列対への交流入力としてボルト単位の vin、上側直列容量の c1、Vout を測る下側センス容量の c2 です。容量値はファラド、マイクロファラド、ナノファラド、ピコファラドなど同一単位を共有する必要があり、電圧には C1 を C1 と C2 の和で割った比だけが効きます。
両方の容量は厳密に正でなければなりません。授業の定番確認では、等しい一ナノファラドのコンデンサに十ボルトを加えると出力五ボルト、比二分の一、減衰マイナス六デシベルになります。宿題や素早い健全性確認には無料のブラウザフォームを、解答キーや回帰フィクスチャの大量生成にはスクリプトから同一契約を呼んでください。
容量分圧計算機が実務で現れる場面
入門の交流回路コースでは直列コンデンサの直後、完全なフェーザ解析の前に容量分圧の演習を課すため、学生は実験室のオシロスコープ読みと比較できる Vout・比・直列等価を返す信頼できる基準が必要です。
パワーエレクトロニクスと計測チームは小さな直列 C1 と大きなシャント C2 で高電圧交流センス分圧器を設計し、中間ノードを ADC やオペアンプの範囲に収め、高電圧でワットを消費する抵抗負荷を避けます。RF およびミックスドシグナル基板は容量結合チェーンで、バイアスに依存しない減衰を受信機やレベル検出器に設定します。
静電容量タッチや近接フロントエンドのファームウェア立ち上げでは、寄生パッドとファームウェアフィルタがモデルに入る前に無負荷の分圧比がしばしば必要です。故障したセンス網を診断する修理技術者は、元の C 値が中間ノードにどの電圧を生むべきかを問い、理想二コンデンサの完全な SPICE デッキより閉形式の答えが速いです。
抵抗分圧器・電流分圧器・単なる直列容量合計は別ランディングに分け、検索意図ごとに明確な一ページを保ち、学生と検索エンジンを混乱させる多トポロジツールにしないでください。
活用例
実験課題とオシロスコープ確認
直列二つのコンデンサについて期待される中間ノード Vout を計算し、ブレッドボード交流源でのオシロスコープ読みと計算機結果を比較できるようにします。
高電圧交流センス分圧
直列 C1 とシャント C2 を寸法決めし、高い交流ライン電圧を連続的な抵抗損失なしに安全な ADC または絶縁アンプ範囲へ減衰させます。
結合とフィクスチャ回帰
ブラウザと同じ分圧公式をスクリプト化し、プログラムしたコンデンサ対が設計書の減衰と一致し続けることを CI フィクスチャで断言します。
よくある質問
この容量分圧器計算機はどの公式を使いますか？
Vout を C2 両端にとる直列二つのコンデンサでは Vout = Vin × C1 / (C1 + C2) です。Xc ∝ 1/C のため電圧は容量に反比例し、周波数は比の中で打ち消されます。
周波数は関係しますか？
理想コンデンサでは電圧比は周波数に依存しません。Xc2 / (Xc1 + Xc2) を作るとき omega が打ち消されるためです。実 ESR・ESL と負荷インピーダンスは、本モデル外で周波数依存を再導入し得ます。
C1 と C2 にどの単位を使うべきですか？
F・µF・nF・pF など一貫した任意の単位で構いません。比だけが重要だからです。応答は送信した数値に対し容量単位をファラドとラベルします。
抵抗分圧器とどう違いますか？
容量分圧は C2 両端の Vout について Vout = Vin × C1 / (C1 + C2) です。検索意図もトポロジも異なり、ランディングも別です。
ピーク値と実効値のどちらで入力すればよいですか？
どちらでもかまいません。分圧比は同じなので、ピーク値を入れれば出力もピーク値で、実効値を入れれば出力も実効値で返ります。1回の計算の中で両方を混ぜないようにしてください。
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/capacitive-divider \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"vin":10,"c1":1e-9,"c2":1e-9}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitive-divider", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"vin": 10,
"c1": 1e-9,
"c2": 1e-9
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitive-divider",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"vin": 10,
"c1": 1e-9,
"c2": 1e-9
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitive-divider", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"vin":10,"c1":1e-9,"c2":1e-9}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"vin":10,"c1":1e-9,"c2":1e-9}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitive-divider", 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
{
"vin": 10,
"c1": 1e-9,
"c2": 1e-9
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.capacitive_divider",
"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。
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
無料のブラウザツールと有料 API は同一の純粋同型関数を共有するため、授業デモと自動パイプラインが同じ入力で食い違うことはありません。
二つのコンデンサによる容量分圧の仕組み
臨界特異点は C1 と C2 の和が消える場合で、ゼロ除算になるため NaN や infinity ではなく invalid_input で拒否します。
送信する内容と返る結果
どちらかが零または負、あるいは和がほぼ零のとき、要求は invalid_input と制約を説明するメッセージで失敗します。欠落フィールド、非数値文字列、NaN、Infinity も失敗し課金されません。成功時は整理済みの vin・c1・c2 を返し、c_sum と c_series を報告し、vout と ratio を返し、比が正のとき attenuation_db を比の常用対数の二十倍として含め、単位をボルトとファラドとラベルし、method capacitive_divider と公式文字列を記録します。成功した API 呼び出しの料金は公開ベースの $0.002 毎件で、検証失敗は前払い残高を消費しません。
容量分圧計算機が実務で現れる場面
量産テストフィクスチャはプログラムした容量タップで API を呼び、測定した中間ノード電圧が設計公差内と一致することを断言できます。本能力は純粋な parse エンジンのため、API 料金は成功一件あたり公開ベース $0.002 で、失敗した検証は残高を消費しません。
技術的な質問
料金はいくらですか？
ブラウザツールは無料でローカル実行です。API 要求は成功一件あたり $0.002 の KIT 前払い残高を使い、無効入力は課金されません。