Kapasitör Zaman İçinde Gerilim Kazanıyor mu?


28

Geçenlerde iki adet 3300 uf 100v kapasitör aldım ve paralel olarak bağladım. Onları 100v'ye kadar şarj ediyorum ve deşarj ediyorum. Daha sonra bir multimetre bağladım ve voltajın her 20-40 saniyede bir, yaklaşık 01 volt olarak çok yavaş arttığını gördüm. Böylece kapasitörleri boşaltırım ve voltaj sıfıra geri döner. Bu sabah uyandığımda kondansatörleri kontrol ettim ve 5 volta yükseldi! Ve bir LED'i onlarla güçlendirebilirim. Burada neler oluyor?

Düzenle:

Robert'in cevaplardan birinde yaptığı yorum sayesinde, haklı olduğunu düşünüyorum. Bu muhtemelen dielektrik Soğurma.


1
VAOV! Gerçekten iyi gözlem
slebetman

Yanıtlar:


37

Gözlemlediğiniz şeye "dielektrik soğurma" veya "geri kazanım voltajı olayı" denir.

Şarj ve deşarj olurken elektrolitte dipollerin (iyonların) bir araya gelmesiyle oluşur.

Gönderen wikipedia :

Dielektrik absorpsiyon , uzun süre şarj edilmiş olan bir kapasitörün ancak kısa bir süre boşaldığında tamamen boşaldığı etkiye verilen addır. İdeal bir kondansatör boşaltıldıktan sonra sıfır voltta kalacak olsa da, gerçek kondansatörler, dielektrik gevşeme, "ıslanma" veya "pil hareketi" olarak da adlandırılan bir fenomen olan gecikmeli dipol boşaltımından küçük bir voltaj geliştirecektir. Birçok polimer film gibi bazı dielektrikler için, ortaya çıkan voltaj, orijinal voltajın% 1-2'sinden az olabilir, ancak elektrolitik kapasitörler için% 15'e kadar olabilir.

Daha ileri:

Kapasitör boşalırken, elektrik alanın kuvveti azalır ve moleküler dipollerin ortak yönelimi gevşeme sürecinde yönlendirilmemiş bir duruma döner. Histerezis nedeniyle, elektrik alanının sıfır noktasında, malzemeye bağlı bir sayıda moleküler dipol, kondansatörün uçlarında görünen ölçülebilir bir voltaj olmadan alan yönü boyunca polarize olur. Bu elektriksel bir uzunluk gibi.

Bir itibaren Mouser not

7 Kurtarma Gerilimi

Bir kondansatörün kısa devre yapan her iki terminal ile bir kez şarj edilip boşaltıldığı ve daha sonra terminalleri bir süre açık bıraktığı zaman, kondansatör boyunca bir voltaj kendiliğinden tekrar yükselir. Buna “geri kazanım gerilimi olayı” denir. Bu fenomen için mekanizma şu şekilde yorumlanabilir:

Bir voltaj ile şarj edildiğinde, dielektrik içinde bazı elektriksel değişiklikler meydana getirir ve sonra dielektriğin iç kısmı zıt kutuplarla (dielektrik polarizasyon) elektriklenir. Dielektrik kutuplaşma hızlı ve yavaş ilerleyen her iki şekilde de meydana gelir. Yüklü bir kondansatör, kondansatördeki voltaj kaybolana kadar boşaltıldıktan sonra terminaller açık bırakıldığında, yavaş polarizasyon kondansatör içinde boşalacak ve geri kazanım voltajı olarak görünecektir. (Şekil 28).


5
GÜVENLİK SAYISI: Yüksek gerilim kapasitörleri, depodayken kısa devre teli takılmalıdır. Aksi halde, dielektrik içine enjekte edilen şarjın geri kazanılmasından saat / gün içinde tehlikeli gerilime neden olabilirler. (Dielektrikler mükemmel yalıtkanlar değildir, sadece büyük dirençlerdir.) Bu etki, kapasitör uzun süre yüksek voltajda şarj edildiğinde daha büyüktür. Devredeki HV kondansatörleri, sorunu gidermek için HV "hava alma dirençleri" paralel olarak olmalıdır.
wbeaty

Enerji nereden geliyor? Elbette, bağlantısı kesilmiş kapasitörlerle sürekli bir hareket makinesi kuramıyoruz.
dotancohen

2
Not: Ben fizikçi değilim. Bir kondansatörde, bir elektrik alan boyunca dipoller yönlendirilerek enerji depolanır. Enerji girişi = hizalama. Enerji çıkışı = geri yükleme bozukluğu. Bu enerjiyi serbest bırakmak dipolleri gevşeterek arşivlenir. Bir kondansatör kısa sürede hızla boşaldığında D / A görünür. Anladığım kadarıyla bazı dipollerden diğerlerinden daha yavaş dinlendirici geliyor. Böylece zaman gecikmesiyle enerji sağlarlar. Burada ya da fizik yığınında, D / A'nın nedenine odaklanan başka bir soru sorabilirsiniz. Orada zaten cevap olan bir soru var
try-catch-nihayet

4
@dotancohen - Kondansatörler kusurlu, işte böyle. 1J koyuyorsunuz, normal bir boşalma durumunda 0.9J geri alıyorsunuz, bununla 0.05J daha fazla alabilirsiniz. (Sayılar sadece bir tahmin).
TLW

8

Dielektrik soğurma Eşdeğer Devre

  • 100V ile 5V arası C1V1 = C2V2 öncesi = uzun süre sonra boşalmadan sonra
  • Ana Kapak C1 = 3300uF, V1 = 100V ve V2 = 5V'da
  • bu nedenle C2 = C1 * V1 / V2 = 66 mF eşdeğeri dielektrik absorpsiyon Kapasite
  • ".01 her 20-40 saniyede bir volt" veya 10mV / 20s = dV / dt, böylece 100V'de C2 ve 0V'de C1
  • C2’de V1’de deşarj = 100V, emme kapağı üzerindeki ESR2 serisi nedeniyle, C2
    • Şimdilik S sızıntısını yok sayarak,
    • V2 / ESR2 = Ic2 = Ic1 = C1 * dV1 / dt veya
    • ESR2 = V1 / C1 * dt / dV1 = 100V / 66mF * 20s / 10mV = 3MΩ

schematic

bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik

Eski E-Caps'lar için eşdeğer devrede her bir bileşen değeri, çeşitli testlerle tahmin edilebilir. Testiniz, emilim / başlık oranı olarak ESR2 * C2 = T2 = 180k C2 / C1 = 20 olduğunu tahmin ediyor.

Yatak yan notları

  • dV / dt 10mV / 30s ise, minimum uyku miktarını tahmin edebilir miyiz?
    • 5V% 60 şarj süresine 10mV / 30s oranında ulaşırsa, bu 5V / 10mV * 30s = 15ks = 4.17 saat sürer, bu, sabah / dt / dt'yi bilmeden, sadece 2T gibi daha düşük olduğunu varsayabiliriz. veya 3T, 8 saat veya 12 saat uyku anlamına gelir veya ESR2, gece boyunca azalır.

Paralel Sızıntı R değerlerinin yaşlanma ve koşullandırma ile eski büyük E kapaklarının büyük bir Seri R kullanarak azaltılması ile bilindiği bilinmektedir, çoğu durumda kaçak R değerlerini orijinal değerlere doğru yükseltir. Bu, tabakalar arası kısa devreleri önlemek için eski eskimiş düşük ESR kapaklarıyla uğraşırken güvenli bir uygulamadır.


1

Farklı olası açıklamalar:

  • Statik elektrik: bulutlar ile bulutlar arasında potansiyel bir fark olması tamamen normaldir. Bu, "serbest hava" da oldukça fazla miktarda V / m olabilir, fakat bunun arkasında çok az bir şarj olur. Bunu ölçmeye çalışmak neredeyse imkansız. Bununla birlikte, bu gradyan boyunca uzanan iki elektrot varsa, büyük olasılıkla kapaklarınızı şarj edebilirsiniz.
  • RF toplama: Her şey bir anten görevi görür. Şimdi, önemli değil çünkü RF endüksiyonu AC tanımıdır ve kendini iptal eder, ancak paslı / tuzlu / ... iletken bir arayüze sahipseniz, yanlışlıkla diyot gibi davranabilir. Bakınız: erken kristal radyolar.
  • Kalan şarj: Kapaklarınızı iyi tanımıyorum, ama belki de onları kısaltmanın içinde depolanan tüm enerjiyi ortadan kaldırmadığını, ancak yalnızca hızlı bir şekilde erişilebilir olanı ortadan kaldırdığını varsaymak kimyasal olarak sağlamdır. Bu durumda, kısa süre kapakların kısaltılmasına izin verirseniz, bu etki gerçekleşmez.

0

Aslında dielektrik soğurma hikayesi tamam, ama karmaşık Kısa sürmek için: Elektrik alanı molekül yapısını deforme eder, tıpkı biraz kalın ve yumuşak bir bez gibi elinize bastığınızda çukurlaşır. Çukurlaşma bittiğinde ve kumaş yerçekimine karşı tekrar biraz yükselir.

Elektrolit ve yalıtım katmanındaki moleküler deformasyonlar yavaş yavaş tersine döner ve iyonik parçacıklar orijinal yerlerine geri döner. Bu, yeni bir elektrik demektir, çünkü yük dağılımı değişmiştir.


YOK HAYIR. DA, dielektrikteki elektronların gerçek hareketinden kaynaklanır (bazen uzay yükü olarak adlandırılır). Elektrik kuvveti çok güçlü ve ilgili elektronların sayısı az. Bu ölüm üzerinde çalışılmıştır. iequalscdvdt.com/miscellaneous.html
Robert Endl

@RobertEndl Moleküler yapı, elektronlardan ve olası durumlarından kaynaklanmaktadır. Sadece elektronlar materyali bir arada tutar. Birçoğunun gevşek yörüngeleri vardır, ancak bu bir iletken olmadığı için kesinlikle bazı sınırlamalar vardır. Çelişme yok. Uzay yükü = moleküler yapıdaki elektronlar, mümkün olan tüm durumlarda yerlerini alma biçiminde bol miktarda değişkenlik olasılıkları vardır.
user287001,

-7

multimetreniz kapasitörleri şarj ediyor.


3
Gerilim ölçümleri için böyle olduğunu sanmıyorum. Direnç ölçümü için evet.
Marcus Müller,

Bunun bir multimetre olduğundan şüpheliyim çünkü onları bir gecede otururken multimetre bağlantısız olarak bıraktım
Erik

1
Sanırım dielektrik absorpsiyonu keşfettin. Yukarı bak.
Robert Endl,

@RobertEndl Bu konuda okuma, muhtemelen haklısın. Teşekkürler!
Erik
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.