使用方法
- 在“电容 C（µF）”中输入电容值，例如470。
- 在“初始电压 V（V）”中输入电容充电所达到的电压，例如12。
- 将“放电后电压 V（V，可选）”保持为0，表示完全放电；也可以输入放电后的电压。
- 读取“储存能量 E（J）”“储存电荷 Q（C）”，以及“释放的能量（J）”和“释放的电荷（C）”，然后打开“逐步计算过程”。
电容的能量
能量储存在两极板之间的电场中，它等于把电容从零充电到某一电压所需的功。能量随电压的平方增长，因此电压加倍，储存的能量变为四倍。OpenStax 将其写为 ½ C V²，同一能量也可以写成 ½ Q V 或 Q² ÷ (2C)。
E = ½ × C × V²
Q = C × V
E = ½ × Q × V = Q² ÷ (2 × C)
E 能量，J
C 电容，F
V 电压，V
Q 电荷，C两个电压之间释放的能量
电容从电压 V1 放电到电压 V2 时，释放出的只是两个能量之差。在 V2 时剩下的能量仍储存在电容中。流过的电荷为 C × (V1 − V2)。
释放的能量 = ½ × C × (V1² − V2²)
释放的电荷 = C × (V1 − V2)本计算器未包括的内容
- 漏电流。实际的电容器即使没有连接任何电路，也会缓慢地损失电荷。
- 等效串联电阻，以及大电流通过时它产生的热量。
- 额定电压。请选用额定电压高于您输入的电压的电容器，并核对数据手册。
- 通过电阻随时间放电的情况，即 RC 时间常数 计算。
计算示例：470 µF 充电至12 V
能量为 E = ½ × 470 µF × (12 V)² = ½ × 0.00047 F × 144 V² = 0.03384 J，即33.84 mJ。电荷为 Q = 470 µF × 12 V = 0.00564 C，即5.64 mC。
完全放电至0 V 时，全部能量与电荷都被释放：33.84 mJ 和5.64 mC。电容中不再剩下能量。
| 项目 | 数值 |
|---|---|
| 12 V 时储存的能量 | 33.84 mJ |
| 12 V 时储存的电荷 | 5.64 mC |
| 0 V 时剩余的能量 | 0 J |
| 释放的能量 | 33.84 mJ |
| 释放的电荷 | 5.64 mC |
常见问题
为什么能量与电压的平方成正比？
每增加一伏，都需要把更多的电荷推到极板上，因此所做的功随电压增长，并累积为 ½ C V²。这就是电压加倍时能量变为四倍的原因。
为什么电荷的单位是库仑，能量的单位是焦耳？
电荷以库仑（C）计量。1库仑的电荷在1伏特的电势差下移动，对应1焦耳的能量。能量等于电荷乘以平均电压，即 ½ Q V。
超级电容能用这个计算器吗？
同一公式适用于任何理想电容器。实际元件有漏电和串联电阻，会减少能够取出的能量，因此请核对元件的数据手册。
放电后的电压应该输入什么？
输入0可以看到能够释放的全部能量。输入某个电压，则可以看到电容放电到该电压时释放的能量，即两个电压之间的能量差。
为什么计算器拒绝高于初始电压的放电后电压？
放电会从电容中取出能量，因此它的电压只能下降。放电后电压高于初始电压，就意味着给电容充电，而本计算器不模拟充电过程。
我的数字会被发送到服务器吗？
不会。计算在您的浏览器中完成，您输入的内容不会被保存，也不会发送给我们，更不会用于其他用途。
资料来源
数据和文字最近核对于2026年11月12日星期四。