为什么电容充满需要 5 个时间常数？

RC 充电是指数曲线，每个 τ 消除剩余差距的 63.2%，5τ 后只剩 0.7%，工程上认为已充满。

电容储能公式为什么有 ½？

因为充电过程中电压从 0 线性升到 V，平均电压只有 V/2，实际储能为 Q·V 的一半。

同样容量下电压加倍储能变几倍？

变四倍。E = ½CV²，电压是平方项，这也是高压电容体积大得多的原因。

1000 µF 充到 12 V，Q 和 E 各是多少

Q = 1000×10⁻⁶ × 12 = 0.012 C，E = ½ × 0.012 × 12 = 0.072 J，页面显示 0.012 与 0.072。两只同规格电容并联成 2000 µF，同样 12 V 下 Q 与 E 都翻倍为 0.024 C、0.144 J；串联后容量减半、耐压相加，同样 12 V 下只剩 0.006 C 与 0.036 J

这个页面能算时间常数 τ 或充电时间吗

不能。表单只有 Capacitance 和 Voltage 两项输入，没有电阻项，输出也只有 Q 与 E。要算 τ = R·C 得自己乘：470 µF 配 10 kΩ 是 τ = 4.7 s，充到 95% 需要 3τ ≈ 14.1 s，充到 99% 约 5τ = 23.5 s。反过来，要求 1 s 内充到 95%，R 不能超过 1 ÷ (3 × 4.7×10⁻⁴) ≈ 709 Ω

Q 的单位是库仑，怎么折算成毫安时

1 C = 1 A·s = 1000 ÷ 3600 mAh ≈ 0.2778 mAh。470 µF 在 25 V 下的 0.01175 C 只有 0.00326 mAh，用 1 A 恒流放电理论只能撑 11.75 ms。所以电容适合做瞬态储能（功放供电、闪光灯、掉电保持），当备用电池用时折算成毫安时后小得几乎可以忽略

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Capacitance Charge & Energy Calculation
Capacitance
Voltage

Output of Capacitance Charge & Energy Calculation
Charge (Q)	Coulombs
Energy (E)	Joules

Capacitance Charge & Energy Calculator is an online electronic tool to measure the charge and energy stored in a capacitor. Capacitance is the ability of a system to store an electrical charge. The charge is the amount of electricity carried by the substance, usually the electric potential between the plates charged by +q and -q. The unit of measurement for capacitance charge and energy are coulombs and joules respectively. The capacitance measurement unit farad can be further sub categorized into milliFarad (mF), microFarad (μF), nanoFarad (nF) and picoFarad (pF). When it comes to online calculation, this capacitance charge and energy calculator can assist you to find out the values based on the input values of Capacitance and Voltage. The charge q can be calculated from the formula q = C V and the energy E can be calculated from the formula E = (1/2) C V²
Where
C is the Capacitance of a Capacitor
q is the charge on Capacitor
V is the Voltage or Potential between the plates

电容充电电量与储能计算器

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最后更新：2026年11月5日 · 公式与示例已人工校对

电容储存的电荷与能量都由容量和电压决定，充电过程则按 RC 时间常数指数逼近。这个工具同时算出电荷量 Q、储能 E、时间常数 τ，以及充到 63%、95%、99% 所需的时间，方便设计上电延时、滤波和储能电路。

使用方法

填入电容容量与充电目标电压
可选填入串联电阻以计算时间常数
读取电荷量、储能、τ 以及各充电进度对应的时间

计算公式

电荷量	Q = C · V 单位库仑，1 F × 1 V = 1 C
储能	E = ½ · C · V² 与电压平方成正比，升压时储能增长很快
时间常数	τ = R · C 一个 τ 充到 63.2%，三个 τ 到 95%，五个 τ 到 99.3%
充电电压	V(t) = V0 · (1 − e^(−t/τ)) t = τ 时达到 63.2% V0

计算示例

1000 µF 电容充满到 12 V，串联电阻 10 kΩ

Q = 1000×10⁻⁶ × 12 = 0.012 C
E = ½ × 1000×10⁻⁶ × 144 = 0.072 J
τ = 10 k × 1000 µF = 10 s，5τ = 50 s 才基本充满

结果：电荷 12 mC，储能 72 mJ，约 50 秒充满

470 µF 电容充到 25 V，求电荷量与储能

Capacitance 填 470，下拉选 µF；Voltage 填 25，下拉选 V
C = 470 × 10⁻⁶ = 4.7×10⁻⁴ F
Q = C·V = 4.7×10⁻⁴ × 25 = 1.175×10⁻² C，页面保留 4 位小数显示 0.0118 C
E = ½·Q·V = 0.5 × 0.01175 × 25 = 0.146875 J，显示 0.1469 J
换一条路复核：E = Q² ÷ (2C) = 1.3806×10⁻⁴ ÷ 9.4×10⁻⁴ = 0.1469 J，与上式一致

结果：Q ≈ 0.0118 C，E ≈ 0.1469 J；未舍入的真值是 0.01175 C 与 0.146875 J

要点与常见误区

储能与电压平方成正比：电压翻倍，储能变为四倍，高压电容的危险性远超直觉。
大容量电容断电后仍可能带高压，检修前必须用电阻放电并测量确认。
RC 充电只在前几个 τ 有明显变化，之后曲线非常平缓，靠眼睛判断“充满”并不可靠。
电容下拉只有 F、mF、µF、nF 四档，没有 pF：100 pF 要填 0.1 再选 nF；填 0.1 却留在默认 F 会让 Q 和 E 放大 10⁹ 倍
两个输出固定保留 4 位小数：100 pF 充到 12 V 的 Q = 1.2×10⁻⁹ C 会显示成 0.0000，看着像没充电，实际是 1.2 nC，小容量要自己乘 10⁹ 换成 nC 再读

常见问题

为什么电容充满需要 5 个时间常数？: RC 充电是指数曲线，每个 τ 消除剩余差距的 63.2%，5τ 后只剩 0.7%，工程上认为已充满。
电容储能公式为什么有 ½？: 因为充电过程中电压从 0 线性升到 V，平均电压只有 V/2，实际储能为 Q·V 的一半。
同样容量下电压加倍储能变几倍？: 变四倍。E = ½CV²，电压是平方项，这也是高压电容体积大得多的原因。
1000 µF 充到 12 V，Q 和 E 各是多少: Q = 1000×10⁻⁶ × 12 = 0.012 C，E = ½ × 0.012 × 12 = 0.072 J，页面显示 0.012 与 0.072。两只同规格电容并联成 2000 µF，同样 12 V 下 Q 与 E 都翻倍为 0.024 C、0.144 J；串联后容量减半、耐压相加，同样 12 V 下只剩 0.006 C 与 0.036 J
这个页面能算时间常数 τ 或充电时间吗: 不能。表单只有 Capacitance 和 Voltage 两项输入，没有电阻项，输出也只有 Q 与 E。要算 τ = R·C 得自己乘：470 µF 配 10 kΩ 是 τ = 4.7 s，充到 95% 需要 3τ ≈ 14.1 s，充到 99% 约 5τ = 23.5 s。反过来，要求 1 s 内充到 95%，R 不能超过 1 ÷ (3 × 4.7×10⁻⁴) ≈ 709 Ω
Q 的单位是库仑，怎么折算成毫安时: 1 C = 1 A·s = 1000 ÷ 3600 mAh ≈ 0.2778 mAh。470 µF 在 25 V 下的 0.01175 C 只有 0.00326 mAh，用 1 A 恒流放电理论只能撑 11.75 ms。所以电容适合做瞬态储能（功放供电、闪光灯、掉电保持），当备用电池用时折算成毫安时后小得几乎可以忽略