Zuletzt aktualisiert: 2026-06-15

Ladung und Energie eines Kondensators

Ein Kondensator speichert elektrische Ladung auf zwei leitenden Platten, die durch einen Isolator getrennt sind. Wie viel Ladung er aufnimmt, ergibt sich aus seiner Kapazität und der angelegten Spannung: $Q = C \cdot V$. Die Ladung $Q$ wird in Coulomb gemessen, die Kapazität $C$ in Farad und die Spannung $V$ in Volt. Stellt man dieselbe Beziehung um, lässt sich jede der drei Größen aus den beiden anderen berechnen.

Dieser Rechner bestimmt Ladung, Spannung oder Kapazität und gibt stets die im elektrischen Feld des Kondensators gespeicherte Energie an.

Ladung, Spannung und Kapazität

Die Grundgleichung $Q = C \cdot V$ besagt, dass die gespeicherte Ladung bei festem Kondensator direkt proportional zur angelegten Spannung ist — verdoppelt man die Spannung, verdoppelt sich die Ladung. Die Kapazität ist der Proportionalitätsfaktor: Eine größere Kapazität nimmt bei gleicher Spannung mehr Ladung auf. Umgestellt ergeben sich $V = Q/C$ und $C = Q/V$.

Gespeicherte Energie

Das Laden eines Kondensators erfordert Arbeit, denn jeder weitere Ladungszuwachs muss gegen die bereits vorhandene Spannung gebracht werden. Die Summe dieser Arbeit ergibt die im Feld gespeicherte Energie:

Die drei Formen sind gleichwertig — welche am bequemsten ist, hängt von den bekannten Größen ab. Entscheidend ist die Abhängigkeit von $V^2$: Die Energie wächst mit dem Quadrat der Spannung, sodass eine Verdopplung der Spannung die vierfache Energie speichert.

Rechenbeispiel

Ein Kondensator mit $100\ \mu\text{F}$ wird auf $12\ \text{V}$ geladen. Gespeicherte Ladung und Energie betragen:

Mit einer Kapazität von 100 µF und einer Spannung von 12 V ergeben sich beide Werte.

Warum Kapazitäten so klein sind

Ein Farad ist eine sehr große Kapazität, daher liegen reale Bauteile meist weit darunter. Kondensatoren im Pikofarad-Bereich ($10^{-12}\ \text{F}$) und Nanofarad-Bereich ($10^{-9}\ \text{F}$) finden sich in Funk- und Signalschaltungen, Mikrofarad-Kondensatoren ($10^{-6}\ \text{F}$) in der allgemeinen Elektronik und in der Netzteilglättung, und nur spezielle Superkondensatoren erreichen ganze Farad. Dieser Rechner akzeptiert pF, nF, µF, mF und F, sodass man im jeweils passenden Maßstab arbeiten kann.

Grenzen des Modells

Die obigen Beziehungen setzen einen idealen Kondensator mit einer einzigen, klar definierten Kapazität und ohne Leckstrom voraus. Reale Kondensatoren besitzen einen kleinen Serienwiderstand, eine maximal zulässige Spannung, die nicht überschritten werden darf, und eine Kapazität, die mit Temperatur, Frequenz und angelegter Spannung schwanken kann. Für präzise Arbeiten ist das Datenblatt des Bauteils maßgeblich, nicht der aufgedruckte Nennwert.