Doğrudan bataryaya bağlı kondansatör

Bu aptalca / yeni başlayan bir soru olabilir, ancak gerçek bir kapasitörü doğrudan bir bataryaya bağladığımızda tam olarak ne olduğunu anlamakta zorlanıyorum.

Anladığım kadarıyla, teorik olarak, şarjsız bir kondansatör doğrudan 9 voltluk bir aküye bağlandığında, kondansatör anında şarj edilecek ve voltajı da 9V olacak. Bu, kapasitör ve pil arasında direnç olmadığı için gerçekleşecektir, bu nedenle akımın zamana göre değişmesi sonsuz olacaktır. Açıkçası, bu ideal bileşenler ve gerçekçi olmayan devreler hakkında konuşurken doğrudur.

Bunu gerçek hayatta yapmanın kıvılcımlara, hasarlı bileşenlere, patlamalara ya da herhangi bir şeye neden olacağını düşündüm. Ancak, bazı videolar gördüm ve insanlar genellikle pilleri doğrudan kapasitörlere bağladılar. Ayrıca, bataryadan kapasitöre akan akım bir şekilde düşük büyüklüktedir, çünkü kapasitörün batarya ile aynı voltaja sahip olması biraz zaman alır.

Bunun neden olduğunu bilmek istiyorum, teşekkürler.

Bu bahsettiğim devre örneği:

Hem pil hem de kapasitör dahili bir dirence sahiptir.

Kapasitörünüz içeride şöyle görünür:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Tabii ki, kapasitörünüzü bilmiyorum, bu yüzden tam iç direnci bilmiyorum, ama 3Ohm yeterince yakın bir yaklaşım olacak.

Aynı şey pilinizde de olur, bu yüzden aslında bunu yapıyorsunuz:

^{bu devreyi simüle et}

Şimdi küçük bir süre için akım maksimum olacak, ancak sadece yaklaşık 0.9A

Tabii ki böyle bir bataryaya bir kondansatör koyduğunuzda, büyük temas kurmayacaksınız, bu yüzden orada da ekstra direnç olacak, bu yüzden 0.7A bile olabilir.

Şimdi zaman almasının nedeni, kapasitör şarj olduğunda, dirençler arasındaki voltaj azalır, bu nedenle akım da azalır, bu nedenle kapasitör üzerindeki voltaj daha yavaş artar, vb. akü voltajına daha yavaş ve daha yavaş yaklaşın.

Dirençler veya kapasitörler büyüdükçe daha fazla zaman alır.

% 67 olduğu an R * C ile hesaplanabilir.

Yani örnekte: t (% 67) = R * C = 10 * 220u = 2.2 ms.

Ancak kapasitör 22000 uF (= 22mF) ise, RC süresi, çağrıldığı gibi, 220ms veya toplam 10Ohm dirençle şarj olması için 0.22s olacaktır. Ancak bu boyuttaki bir kapasitörle biraz daha yüksek bir dirence sahip olabilir, böylece daha da yavaşlar.

Ve sonra sadece% 67. Önümüzdeki% 30 daha fazla zaman alacak.

EDIT: Not; Nick'in yorumuna göre 9V-bat direncini arttırdı.

Gerçek piller ve kapasitörler, kapasitörü şarj eden akımı azaltmak için hareket edecek dahili bir dirence sahiptir. Bu beklediğiniz ölümü ve yıkımı önleyecektir. :-)

Her durumda, 9 volt ile üretilen bir kıvılcımı görmek zor ...

Asmyldofs yardımcı cevabına ek olarak, tüm iletkenler sıfır dirençle süper iletken olsa bile, başlangıç ​​akımının sonsuz olmayacağını ve akımın sıfıra düşeceğini belirtmek gerekir .

Neden sonsuz akım yok? Bir akım döngüsü olduğundan, devrenin bir miktar endüktansı olacaktır. Böylece akım başlangıçta Vbatt / L oranında yükselecektir. Kondansatör üzerindeki voltaj, Vbatt'ı geçerek bu değerin neredeyse iki katına vuracak ve daha sonra geri dönecek ve Vbatt merkezli ortalanmış sönümlü bir sinüzoid verecektir.

Neden sönümlü? Zamanla değişen bir manyetik alan üretiyoruz. Elektromanyetik (radyo) dalga bu şekilde yapılır. Yayılan alandaki güç, akımdaki salınımın ölmesine neden olur.

Dediğiniz gibi, sadece "teori" de "ideal" sonuçlar elde edebiliriz. Gerçekçi güç kaynakları ve kapasitörler
kullanarak ideal olmayan sonuçlar elde edilir . Bunun nedeni, gerçek bileşenlerin "ek" direnç, endüktans ve kapasitansa sahip olmasıdır. Hiçbir zaman ideal sonuçlar elde edilemese de, "ek" bileşenleri olabildiğince küçük tutarak, ideale "yakın" sonuçlar elde edebiliriz. Sizin durumunuzda, "dramatik etkilerin" olmamasının nedeni, pil ve kapasitörün dahili dirence sahip olmasıdır. Bu nedenle, kapasitör

akü voltajına anında şarj olmaz . "Normal" seviyede "yavaşça" şarj olur
Özetle, kapasitörlerin şarj olma zamanının nedeni iç dirençtir .