Kendi kapasitörümü nasıl kurabilirim?

14

Öncelikle farklı plaka konfigürasyonlarında ve yönelimlerinde bir deney olarak kendi kapasitemi oluşturmak istiyorum, böylece alan teorisini daha iyi anlayabiliyorum. (Başka bir deyişle, oynuyorum ve kullanıma hazır bir çözüm aramıyorum. İnşası yarım puan.) Birkaç nanofarad sırasına göre küçük PCB birimleri inşa ettim. PCB'leri pratik yapmıyor gibi görünen 5-10 uF büyüklüğünde daha büyük bir şey inşa etmek istiyorum. Ayrıca kapağın polarize edilmesini istiyorum, böylece AC'yi çalıştırabilirim.

Birkaç rulo folyoya, bir yalıtkan ruloya ve iletkenleri folyoya tutturmanın bir yoluna ihtiyacım olduğunu düşünüyorum. Ama sadece Wal-Mart'a gitmeden ve tüm alüminyum folyolarını satın almadan önce şunu sormak istedim: ne eksik olabilirim? El yapımı kapasitörler için standart teknikler var mı? Kullanmam (veya kaçınmam) gereken belirli malzemeler var mı?

capacitor

— Stephen Collings
kaynak

15

İlk önce bazı temel hesaplamalar yapmanız gerekir. Kapasite formülü

C = ε_{R,} ε_{0} \frac{bir}{d}

$C = \epsilon_R \epsilon_0 \frac{A}{d}$

Diyelim ki dielektrik olarak 1 mil (25,4 µm) mumlu kağıt kullanmak istiyorsunuz. Bunun kapasitörünüzün voltaj değerini belirleyeceğini unutmayın. Mumlu kağıdın dielektrik mukavemeti yaklaşık 35-40 MV / m'dir, bu yüzden teorik olarak neredeyse bir kilovolt ile başa çıkabilen, ancak onu nasıl kullandığınız konusunda muhafazakar bir kapasitör verecektir!

Mumlu kağıdın nispi geçirgenliği yaklaşık 3.7, boş alan geçirgenliği 8.854e-12 F / m'dir. Gerekli alan için çözün:

bir = \frac{C \cdot d}{ε_{R,} ε_{0}}

$A = \frac{C \cdot d}{\epsilon_R \epsilon_0}$

bir = \frac{5 μ F \cdot 25.4 \cdot μ m}{3.7 \cdot 8,854 \cdot 10^{- 12} F / m} = 3,8767 m^{2}

$A = \frac{5 \mu F \cdot 25.4 \cdot \mu m}{3.7 \cdot 8.854 \cdot 10^{-12} F/m} = 3.8767 m^2$

30 cm genişliğinde alüminyum folyo ve mumlu kağıt alırsanız, muhtemelen 25 cm'lik bir çakışma elde edebilirsiniz, bu da ihtiyacınız olan alanı elde etmek için yaklaşık 15,5 m uzunluğa ihtiyacınız olacağı anlamına gelir. .

Daha sonra kapasitörünüzü (ikinci bir mumlu kağıt tabakası kullanarak) yuvarlarsanız, kapasitans iki katına çıkarılır veya yaklaşık 10 µF olur. Açıkçası, bu fiziksel olarak oldukça büyük, bir ayak uzunluğunda ve birkaç inç çapında olacaktır.

— Dave Tweed
kaynak

3

Mumlu kağıt yerine dielektrik olarak plastik sargı kullanarak daha iyi sonuçlar alabilirsiniz. 1 mil mumlu kağıt için oldukça incedir, ancak plastik sargı için değildir. Geçirgenliğin ne olduğunu bilmiyorum, ama muhtemelen mumlu kağıttan daha fazlası.

— Olin Lathrop

1

Ev tipi streç film (örneğin, "Saran sarma" veya "Mutlu sarma") tipik olarak 0.5 mil kalınlığındadır (12.5 um) ve PVC'den yapılır. PVC'nin dielektrik dayanımı yaklaşık 40 MV / m ve dielektrik sabiti yaklaşık 4,5'tir. Bu, alanın yaklaşık yarısına ihtiyaç duyan bir kapasitör verecektir, ancak voltaj değerinin yarısına sahip olacaktır.

— Dave Tweed

2

@DaveTweed Saran sarma PVC değil PVDC'dir. yaklaşık 4'tür ve dielektrik dayanım yaklaşık 20MV / m'dir.

ϵ_{R}

$\epsilon_R$

— Spehro Pefhany

5

Marka ve ürün hattına bağlı olarak plastik sargı genellikle LDPE şimdi.

— Phil

3

@Phil +1, Glad Wrap'ın polietilen olduğunu doğruladı. thecloroxcompany.com/downloads/msds/glad/gladwrap.pdf

— Spehro Pefhany

14

Kondansatör binası dünyasına hoş geldiniz. Yığılmış tipten rulo tipine oldukça fazla kapasitör inşa ettim. Tek şey, onları yüksek voltajlı AC (4kVAC ila 15kVAC) için inşa etmem. Ben fizik ya da ESR vb ayrıntılara girmiyorum ....

Denenmiş ve test edilmiş tüm malzemelerin dolarları için en iyi patlama, temelde tekrar kapatılabilir dondurucu torbalarında kullanılanlarla aynı olduğunu anlayana kadar çok teknik görünen düşük yoğunluklu polietilendir (LDPE). Hala emin değilseniz, herhangi bir mutfak bölümüne gidin ve yeniden kapatılabilir plastik torba arayın, LDPE oldukça esnektir. çöp ve çöp kovası için kullanılanlar geri dönüştürülmüş maddelerden bir sürü kirletici içerir, bu nedenle bunlardan kaçınmayı deneyin. Genellikle halı (evet, halı) ruloları uzun plastik sargı / tüp içinde torbalanır. Onlar da LDPE. Daha kolay yırtılma eğilimi gösterdiğinden yüksek yoğunluklu polietilenden (HDPE) kaçınmaya çalışın. HDPE, süpermarket plastik taşıma torbasında da normal olanlarla aynıdır.

Biraz nakit sıçramak istiyorsanız, çiçekçiden Poplypropylene (PP) ruloları satın almayı deneyebilirsiniz, ancak oldukça pahalıdırlar. Küçük mikrofaradlarda (0,01 ila 0,2 uF) dev yüksek voltaj kondansatörü inşa ettiğim ve PP'nin ekonomik olmadığı için bu konuda deneyimim yok.

Dielektrik ne kadar kalın olursa, direnç o kadar yüksek olur ve uF o kadar küçük olur, ancak 240VAC için, ince şeylerden kurtulabileceğinizi düşünüyorum, şu anda eldeki dielektrik arıza gerilimi listesine sahip değilim, deneyin bunun için googling.

Bazı bilgiler: http://www.richieburnett.co.uk/parts.html http://deepfriedneon.com/tesla_cap1.html

Tesla bobini tehlikelidir, ancak aynı zamanda eğlencelidir.

— Tesla adamı
kaynak

1

Egzersizin tüm noktası sizin için matematiksel olarak izlenebilir konfigürasyonları denemekse , muhtemelen en basit olanı, havada, sabit bir mesafeye güvenli bir şekilde tutturulmuş iki büyük ve çok düz dairesel metal plakaya sahip olmaktır (çevre etrafındaki tırnakları kullanın) ayarlanabilir ve kısa devre yapmaz. Folyo kaplı diskler de işe yarayabilir (folyoyu yapıştırmanız gerekebilir). Makul boyutlu bir cihazdan hangi kapasiteleri beklemeniz gerektiğini öğrenebilir ve devrenizi bundan ayarlayabilirsiniz. Alanları, gerilimleri veya herhangi bir şeyi ölçmek için plakalar arasında problar yapıştırmayı mı planlıyorsunuz?

Oradan, çeşitli ayırmaları, farklı şekilleri (kare, dikdörtgen vb.), Yanal ofsetleri, plakalar arasına farklı dielektrikler koyarak ne olup olmadığını deneyebilirsiniz. Oldukça düşük voltajlara bağlı kalmanızı öneririm. Ardından, tamamlanmış tasarımları deneyebilirsiniz. Ortaya çıkan serilmiş plakaların bir büyük plaka çiftinden nasıl farklı davranacağından emin değilim . Radyo tunerlerindeki eski değişken kapasitörleri hatırlıyor musunuz? İyi eğlen ve güvende ol)!

— Phil Perry
kaynak

4

Balmumu emprenye edilmiş kağıdı deneyin - daha sonra sesli aptallara çok para için satabilirsiniz.

— Szymon Bęczkowski

0

5-10uF siparişi için elektrolitik tip kapasitörlere ihtiyacınız olacaktır. Örneğin http://www.youtube.com/watch?v=LXf3SUQ8F5g

— Wouter van Ooijen
kaynak

Belirtmedim, polarize edilmemiş bir şapka istiyorum. Benim hatam.

— Stephen Collings

0

Basit Leyden Kavanozu ile Old School'a gidebilirsin

— Wayfaring Yabancı
kaynak

OP'de 5 ila 10 uF belirttiği kısmı fark ettiniz mi?

— WhatRoughBeast

1

@WhatRoughBeast Hayır, sanırım bunu yapmak için BÜYÜK bir kavanoz bulması gerekecek.

— Wayfaring Stranger

1

Wikipedia'ya göre yaklaşık 0.5 litrelik leyden bir kavanozun 1nF'si olacak. Bu yüzden sadece 5µF'ye ulaşmak için bunlardan 5000'i bağlamanız gerekir.

— SpiderPig