Hochspannungskondensator in einem Niederspannungssystem?

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Kurze Frage, ist die Verwendung eines Kondensators für Hochspannung (sagen wir 35 V) in einem System, das beispielsweise 5 V liefert (wie für LEDs oder was haben Sie), gefährlich?

Da es bis zu 35 V speichern kann, wird es Ihnen gefallen, ein Bündel zu speichern und es dann sofort freizugeben, um das System zu beschädigen, oder ist es in Ordnung, einen Kondensator mit einer höheren Nennleistung als der bereitgestellten Spannung zu verwenden?

JRE
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Ich stimme der Antwort von @Leon Heller zu, lies seine Antwort. Jedes Gerät hat seinen Arbeitspunkt. Es gibt keine universellen Geräte in der Elektronik.
Standard Sandun
Kommt auf den Kondensator an. Ein Elektrolytkondensator basiert auf einer Oxidationsschicht als Isolator, sodass die Kapazität mit der Zeit stärker abweicht, wenn Sie ihn mit niedriger Spannung betreiben. Andere Kondensatoren haben diese Einschränkung nicht, so dass es keinen Nachteil gibt, ein höher bewertetes Teil zu verwenden. Abgesehen von Größe und Kosten.
Warren Hill

Antworten:

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Obwohl dies keine perfekte Analogie ist, denken Sie an die Spannung am Kondensator, die dem Literinhalt eines Tanks entspricht. Es wird "35 V" halten, aber Sie müssen es nicht vollständig füllen. Aber wie @JustJeff bereits sagte, sollten Sie sicherstellen, dass der Behälter mehr als erforderlich fasst, um ein Verschütten zu verhindern (und im Fall eines Elektrolytkondensators kann sich der Elektrolyt ausdehnen und buchstäblich "auslaufen").

Beachten Sie, dass eine bessere Analogie zur Kapazität die Farad-Einheit wäre, da dies ein Maß für die Ladekapazität eines Kondensators ist.

JYelton
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Die Spannung entspricht dem Druck, daher entspricht die Nennspannung der Nennspannung eines Druckbehälters. Wenn Sie zu viel Druck ausüben, explodieren sowohl ein Kondensator als auch ein Tank. Bei drucklosen Tanks entspricht die Nennspannung der Höhe des Tanks, bevor er überläuft. Sie können also zwei Tanks mit unterschiedlicher Höhe und gleichem Fassungsvermögen haben. Diese Analogie ist meiner Meinung nach direkter: wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx?ID=ACE4803 amasci.com/emotor/cap1.html Wenn der Druck zu hoch ist, versagt die Membran.
Endolith
@endolith Ich hätte nicht gedacht, Druck für Spannung und Volumen zum Laden zu verwenden, aber das ist eine viel bessere Idee. Vielen Dank!
JYelton
Die Kapazität entspricht der Querschnittsfläche eines Tanks, während die Spannungsgrenze proportional zur Höhe ist. Wenn sich die Kapazität nicht mit der Spannung ändert, ist die Ladungsmenge, die gehalten werden kann, proportional zum Produkt aus Kapazität und Spannungsgrenze. Wenn sich die Kapazität mit der Spannung ändert (eine Situation, die einem Tank mit ungleichmäßigem Querschnitt entspricht), ist die Ladung proportional zum Integral der Kapazitätsüberspannung.
Supercat
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Nein, mit einer höheren Nennleistung wird nicht mehr Spannung gespeichert, als in der Schaltung verfügbar ist. Eigentlich möchten Sie eine Kappe mit einer etwas höheren Nennspannung als der höchsten Spannung, die Sie voraussichtlich darüber anlegen. Wenn Sie eine Kappe mit mehr Spannung beaufschlagen, als für sie vorgesehen ist, kann dies zu einem katastrophalen Ausfall führen, dh zum Platzen oder Explodieren.

JustJeff
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Eine Warnung: Als ich am College war, habe ich ein einfaches Netzteil mit einem 12,6-V-Transformator, einer 1N4001-Diode und einem Elektrolytverschluss von wahrscheinlich 100 uF zusammengestellt. Sehr kurz nachdem ich es eingesteckt hatte, gab es dieses laute Zischen / Pfeifen, und ich war alarmiert, als ein großer Rauchstrahl oben aus einem sehr geschwollenen, halb aufgespaltenen Kondensator wehte. Das Problem: Ich hatte 12,6 * sqrt (2) Volt (ungefähr 18) an einen Kondensator mit einer Nennspannung von 16 V angelegt.
JustJeff
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wahrscheinlich viel mehr als das. Der Transformator ist nur 12,6 V, wenn Sie gleichzeitig die empfohlene Stromstärke daraus ziehen. Wenn Sie es nur rauchen wollten (heh), haben Sie wahrscheinlich 30V + in diese arme kleine Kappe gesteckt.
Bryan Boettcher
@insta - yeah, entladen wäre die sekundäre wahrscheinlich so etwas wie 14 bis 16V gewesen, also wäre es noch schlimmer als oben angegeben. Trotzdem eine Lernerfahrung.
JustJeff
Sie erinnern mich daran, wie die Maschinenbau- und Landwirtschaftsingenieure in unseren Labors für Elektrotechnik regelmäßig Geräte braten.
smci
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Wenn ein Hochspannungselektrolyt bei niedriger Spannung verwendet wird, liegt die tatsächliche Kapazität möglicherweise weit unter dem angegebenen Wert.

Leon Heller
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Erklären? Ich bin nicht sicher, ob ich verstehe, was du meinst oder warum.
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@Sauron - Die Kapazität eines idealen Kondensators ist eine Konstante, unabhängig von der Spannung, die an ihm anliegt. Bei realen Kondensatoren ist dies jedoch nicht immer der Fall.
JustJeff
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Stellen Sie sich einen Kondensator als Wassertank vor. Die Kapazität repräsentiert die horizontale Querschnittsfläche, während die Spannung die Höhe des Wassers repräsentiert. Wenn die Querschnittsfläche gleichmäßig ist, erhöht das Hinzufügen einer festen Wassermenge die Höhe um eine feste Menge, unabhängig davon, wie viel Wasser der Tank enthält. Wenn die Querschnittsfläche mit der Höhe variiert, kann das Hinzufügen einer festen Menge Wasser die Höhe um einen variablen Betrag erhöhen.
Supercat
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Ich wollte das sagen, es lohnt sich darauf hinzuweisen. Als Faustregel gilt, dass Kappen, die für die zweifache Betriebsspannung ausgelegt sind, ein guter (zuverlässiger) Bestandteil sind.
John U
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Sie neigen dazu, eher das Gegenteil zu finden. Ein Hochspannungskondensator hat seine Kapazität bei niedriger Spannung, was bedeutet, dass bei Betrieb nahe seiner Nennspannung die Kapazität viel niedriger ist. Aus diesem Grund gibt es die verschiedenen dielektrischen Typen von MLCC-Kondensatoren, die (unter anderem) eine bestimmte Kapazität-Spannungs-Charakteristik garantieren
hooskworks
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Die Nennspannung eines Kondensators ist ein Maß für die Stärke seiner Isolierung. Eine 35-V-Kappe kann mindestens 35 Volt aushalten, die über sie angelegt werden (eine höhere Spannung kann zu schlechten Dingen wie einem Kurzschluss durch die Kappe und einem Abbrand führen). Es hat nichts damit zu tun, wie viel Spannung der Kondensator speichert. es kann nichts höher speichern, als es eingegeben wird. Die Nennspannung beschreibt, wie hoch die Barriere ist. Strom soll nicht durchgehen, solange er nicht so hoch wird.

mgkrebbs
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Ich habe eine Treppe mit 35 Stufen. Ich stehe auf der fünften Stufe. Was ist, wenn ich umfalle? Ist es gefährlich? 35 Stufen herunterfallen kann weh tun!

Markrages
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So lustig das auch ist, ich halte mich lieber von sarkastischen Antworten fern. Was für Sie offensichtlich ist, ist für eine andere Person möglicherweise nicht offensichtlich.
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Es war nicht als Sarkasmus gedacht. Manchmal hilft eine Analogie, ein neues Konzept zu verstehen.
Markrages
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dann musst du es so sagen, anstatt nur die Analogie zu sagen, die für andere vielleicht nicht offensichtlich ist.
Altar
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Alle anderen haben es gut erklärt, die Analogie "Druckwassertank" ist sehr gut.

Nur um hinzuzufügen;

  • Wenn Sie sich ansehen (Wikipedia usw.), wie Kondensatoren aufgebaut sind, und die Faktoren, die die Kapazität und Spannungstoleranz bestimmen, können Sie erklären, warum die verschiedenen Nennwerte existieren und warum die Verwendung eines 1000-V-Kondensators in Ihrem 5-V-Stromkreis möglicherweise genauso schlecht ist Idee als mit einem 3v ein.

  • Faustregel: Addieren Sie immer ein Bit / eine Rundung auf den nächsten bevorzugten Wert für "Sicherheits" -Spezifikationen wie Kondensatorspannung, Drahtstrombelastbarkeit, Verlustleistung der Komponenten usw.

  • Beachten Sie, dass Ihre 5 V Schaltung keine perfektes 5v ist, kann es sein Spikes, Tropfen, Überspannungen usw., und die Stromversorgung etwas von 5v garantiert nicht , dass ein Teil der Schaltung nicht aufgrund von Schwingungen oder Dingsbums überschreiten 5v.

Wir spezifizieren im Allgemeinen ~ 2x die Arbeitsspannung (ein 12-V-Stromkreis würde 24-V-Kappen haben, und im Allgemeinen ist die verfügbare Nennspannung 25 V, also verwenden wir diese), je näher Sie der Arbeitsspannung kommen, desto härter arbeitet das Ding und desto weniger zuverlässig es wird sein.

John U.
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Ja, die Spannung entspricht der höchsten Nennleistung des Kondensators, der Kondensator dient jedoch zur Speicherung von in Farad oder Mikrofarad gemessenen Elektronen.

Wenn Sie die Fachsprache vergessen haben, denken Sie an eine Batterie. Nicht ganz das Gleiche, aber wenn Sie eine 24-Volt-Batterie haben, die einen Stromkreis mit einer Abschaltung von 19 Volt versorgt und ihn nur auf 12 Volt auflädt, haben Sie viel weniger Elektronen, um Ihren Stromkreis zu versorgen, als benötigt wird, und die Chancen stehen gut Schaltung wird nicht funktionieren.

μμμμ

Diese Kondensatoren haben viele Funktionen in Schaltkreisen. Eine Hauptfunktion besteht darin, einem Stromkreis Elektronen zuzuführen, wenn die normale Steckernetzteilversorgung niedriger als erforderlich abgefallen ist, beispielsweise mit Wechselstrom. Wenn sich die Spannung und der Strom 60 Mal pro Sekunde umkehren, geht der Pegel von etwa 170 Volt Spitze auf Null Volt und weiter auf -170 Volt und wiederholt sich dann. Die Kondensatoren filtern diesen Abfall, indem sie die entsprechende Spannung zuführen, um den Stromkreis glatt zu halten. Wenn die Spannung wieder ansteigt, wird der Kondensator wieder aufgeladen.

μμ

G Deem
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Willkommen auf der Seite. Sie werden feststellen, dass die Leute die Antworten mehr zu schätzen wissen, und sie werden daher mehr dafür gestimmt, wenn sie leicht lesbar sind. Ihre Antwort wäre viel lesbarer, wenn sie in Abschnitte verwandter Gedanken aufgeteilt wäre. Seien Sie auch vorsichtig mit Einheiten und wie sie geschrieben sind. Ich weiß, was Sie versucht haben zu sagen, aber "25 uf of charge" ist der falsche Weg, es auszudrücken. Farad ist keine Gebühreneinheit (das sind Coulombs), und die Abkürzung für Farad ist "F", nicht "f". Diese "kleinen" Dinge sind für die Technik von Bedeutung, und die Leute hier kümmern sich darum.
Olin Lathrop
Dein zweiter Absatz ist mir zu technisch, um ihn zu verstehen ... !!
Soosai Steven
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Die Grundkondensatorkonstruktion besteht aus zwei Platten mit durch Isoliermaterial getrennten Zuleitungen ...

Ein Elektrolytkondensator ist jedoch viel mehr als dies. Wenn Sie einen Elektrolytkondensator öffnen, finden Sie zwei lange Streifen aus plattiertem Aluminium, die durch Papier voneinander getrennt sind und alle in zylindrischer Form gerollt sind. Der Zylinder ist in Elektrolyt getränkt und in einer Aluminiumdose verpackt.

Das Wichtigste ist, dass die eigentliche Isolierung zwischen den Streifen nicht das Papier ist. Das poröse Papier soll lediglich verhindern, dass sich die Streifen direkt berühren. Die eigentliche Isolierung ist die chemische Schicht, die sich auf den Aluminiumstreifen bildet, wenn der Kondensator mit der richtigen Polarität an die Gleichstromquelle angeschlossen wird. Bei falscher Polarität bildet sich die leitende Schicht, die einen kontinuierlichen Stromfluss verursacht. Die Temperatur steigt schnell an, da der Gleichstromwiderstand der sich bildenden leitenden Schicht nicht sehr niedrig ist und einen ohmschen Leistungsverlust verursacht.

Bei Beantwortung der Frage bildet sich also die optimale Menge an chemischer Isolierschicht, wenn der Kondensator bei richtiger Polarität nahezu in der Nähe der Nennspannung betrieben wird. Das Betreiben eines Hochspannungskondensators bei einer niedrigeren Gleichspannung bewirkt, dass ein geringer Dauerstrom durch den Kondensator fließt, wodurch sich der Kondensator nicht ideal als Kondensator verhält.

Soosai Steven
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