ForHosting KIT · 開発者向けツール

平行平板コンデンサの必要面積計算

この計算ツールは、極板間隔と比誘電率が既知の場合に、目標静電容量を得るための重なり面積を求めます。静電容量はファラド、間隔はメートル、比誘電率は無次元で入力してください。結果は平方メートルと平方センチメートルで表示され、詳細な解析や試作前の寸法検討、教材、材料比較にご利用いただけます。

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電気的な目標を極板寸法に変換します

静電容量が先に決まり、形状を後から選ぶ設計は一般的です。このツールは理想的な平行平板の関係を変形し、重なり面積を A = C d / (ε₀ εᵣ) で求めます。C はファラド、d はメートル、εᵣ は比誘電率です。A は2枚の金属面積の合計ではなく、有効な重なり面積を表します。目標容量または間隔を増やすと必要面積は増え、比誘電率の高い材料を選ぶと減ります。この関係から、寸法や材料を確定する前に複数の構成を比較できます。

一貫した SI 単位で結果を解釈します

ナノファラドは 10⁻⁹、ピコファラドは 10⁻¹²、ミリメートルは 10⁻³、マイクロメートルは 10⁻⁶ を用いて SI 単位へ換算してください。比誘電率に単位はなく、1 は真空を表し、空気の概算にも通常使用できます。ただし実際の値は周波数、温度、湿度、材料組成、製造条件で変化します。正方形の一辺は面積の平方根、長方形の他辺は面積を既知の一辺で割って求めます。絶縁、端子、位置ずれ、公差の余裕も確保してください。

理想的な平行平板モデルの限界を確認します

本計算は、均一な間隔の平行導体、隙間全体を満たす誘電体、均一な電界を前提とします。端部のフリンジ電界、位置ずれ、表面粗さ、空隙、配線、周辺導体、封止は含みません。また、絶縁破壊、漏れ電流、損失、定格電圧、公差、温度特性、自己共振も評価しません。結果を初期値として設計余裕を加え、電界強度と材料仕様を確認し、測定または電磁界解析で検証してください。多層素子では各有効層を別途考慮する必要があります。

活用例

センサー試作の寸法を決める

目標容量、絶縁間隔、基板の比誘電率から電極の重なり面積を見積もります。

誘電体材料を比較する

比誘電率の増加によって必要面積がどれだけ減るか確認します。

形状の実現性を確認する

必要面積が基板、フィルム、筐体の範囲に収まるか判断します。

よくある質問

どの式を使用しますか？

理想式 C = ε₀εᵣA/d を変形した A = Cd/(ε₀εᵣ) を使用します。

入力単位は何ですか？

静電容量はファラド、間隔はメートル、比誘電率は無次元で入力してください。

空気の比誘電率を 1 にできますか？

はい。1 は真空の正確な値で、空気層の初期見積もりにも適しています。

フリンジ電界は含まれますか？

いいえ。均一な電界を仮定し、端部効果や位置ずれを含みません。

API 計算の料金はいくらですか？

API は1回 $0.002 です。Web 版では同じ決定論的計算を端末内で実行します。

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

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/parallel-plate-area

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/parallel-plate-area \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"capacitance":1e-9,"separation":0.001}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/parallel-plate-area", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "capacitance": 1e-9,
    "separation": 0.001
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/parallel-plate-area",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "capacitance": 1e-9,
    "separation": 0.001
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/parallel-plate-area", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"capacitance":1e-9,"separation":0.001}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"capacitance":1e-9,"separation":0.001}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/parallel-plate-area", 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

{
  "capacitance": 1e-9,
  "separation": 0.001
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.parallel_plate_area",
  "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

1リクエストあたり$0.002

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。

KITの完全なドキュメントを見る →