Über das hörbare Rauschen des Kondensators

Alle dielektrischen Materialien verformen sich unter der Belastung eines elektrischen Feldes, was als "elektrostriktiver Effekt" bezeichnet wird. Und einige Dielektrika zeigen einen zusätzlichen piezoelektrischen Effekt, wie z. B. Keramikkondensatoren, aber der dominierende Mechanismus ist der piezoelektrische Effekt. Ich möchte wissen, ob Kunststofffolienkondensatoren dieses Phänomen haben. Und ist jemand darauf gestoßen?

capacitor ceramic piezoelectric-effect diverger
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Elektrostriktiver Effekt ... ja, manchmal können Sie die Filmkondensatoren in einer Lautsprecher-Frequenzweiche leise "singen" hören, wenn sie mit hohen Signalpegeln betrieben werden (und der Lautsprecher selbst wird durch eine Scheinlast ersetzt, sonst wäre er mindestens 80 dB lauter!)

Brian Drummond

Alle Kondensatoren müssen diesen Effekt zeigen. Sie benötigen jedoch nicht den elektrostriktiven Effekt, um Kräfte in einem Kondensator zu erzeugen. Beim Laden eines Kondensators führen die Ladungsträger in den Elektroden zu einer Kraft auf die Elektroden, unabhängig davon, welches Dielektrikum verwendet wird (auch mit Luft). Ich weiß aber nicht, welche Spannung angelegt werden muss, um hörbare Bewegungen zu erzielen. Ein Filmkondensator verformt sich insbesondere dann, wenn er nicht vollständig in Harz oder Öl eingebettet ist, sodass die Elektroden einen gewissen Freiheitsgrad haben.

Ariser - wieder Monica

Ich denke, dass Ingenieure im Bereich Netzteildesign damit vertraut sein könnten. Es gibt Artikel über das Rauschen von Keramikkondensatoren, aber keine Dokumente über das Rauschen von Filmkondensatoren.

Diverger

@BrianDrummond, ich bin kein Audio-Typ, aber bist du sicher, dass es nicht die Induktoren sind, die im Cross-Over-Netzwerk singen? (Vielleicht ein aktives Netzwerk ohne Induktoren?)

George Herold

In dem konkreten Fall erwähne ich absolut sicher. Eine Gewürzsimulation auf dem glänzenden neuen Abteilungs-VAX 11-750 deutete darauf hin, dass ein Kondensator in der BBC LS3 / 5A-Frequenzweiche bei einer bestimmten Frequenz und Spannung ausfallen könnte. Der Test dauerte schließlich zwei Quad-405-Leistungsverstärker, die unter einem Lüfter miteinander überbrückt waren und nur den Kondensator ansteuerten, aber schließlich scheiterte er ... (Ein aktives Netzwerk würde sowieso auf niedrigem Niveau arbeiten)

Brian Drummond

Antworten:

Wenn Dielektrika einem elektrischen Feld ausgesetzt werden, dehnen sie sich in Richtung des Feldes aus und ziehen sich in einer Richtung quer zum Feld zusammen. Die Dehnung variiert ungefähr mit dem Quadrat des elektrischen Feldes. Die meisten Materialien haben elektrostriktive Dehnungen in der Größenordnung von für elektrische Feldstärken von . In Perowskitoxidmaterialien beträgt die Dehnung bei gleichen Feldstärken. Die Daten stammen aus * (1), was häufig zitiert wird. $1*10^{-7}$ $1 \frac{MV}{m}$ $1* 10^{-3}$

Während unvernünftig erscheint, kann ein einfacher Plattenabstand von 1 um und ein Antrieb von 1 Volt dieses Feld leicht erfüllen. Ein normaler Kondensator mit einer Lücke von 100 nm und 10 Volt, der angesteuert wird, kann diese Zahl leicht um 100 X überschreiten. $1 \frac{MV}{m}$

Für einen Kondensator, der in einer gegebenen Abmessung etwa 1 mm beträgt, würde ein -Feld eine Ausdehnung um etwa 1 Angström (0,1 nm) und wahrscheinlich mehr als das 100-fache bewirken. $1 \frac{MV}{m}$

Wie viel davon zu einem hörbaren Klang gekoppelt ist, ist schwer zu sagen, aber das US-Patent Nr. 7689390 B2 verwendet 100 nm dicke BST- ( ), um elektrische und akustische Modi für einen Kondensator zu koppeln. $Ba_{0.7}Sr_{0.3}TiO_3$

PTFE (Teflon) hat hohe elektro-restriktive Koeffizienten. * (2)

Es sieht also möglich aus.

(1) "Rissbildung in Keramikaktuatoren durch Elektrostriktion" W Yang, Z Suo - Zeitschrift für Mechanik und Physik von Festkörpern, 1994 - Elsevier "

(2) Schwodiauer, R.; Neugschwandtner, G.; Bauer-Gogonea, S.; Bauer, S.; Heitz, J.; Bauerle, D., "Dielektrische und elektretische Eigenschaften von neuartigem Teflon-PTFE und PTFE-ähnlichen Polymeren", Electrets, 1999. ISE 10. Proceedings. 10. Internationales Symposium, Bd. Nr., S. 313.316, 1999

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Vielen Dank, können Sie einige Informationen zu PET und PP geben, die in praktischen Anwendungen häufiger vorkommen.

Diverger