Erwärmt sich das Dielektrikum in einem Kondensator bei schnellen Lade- / Entladezyklen?
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Ja, aber nur insoweit ist es kein perfekter Kondensator. Ein perfekter Kondensator ist nicht in der Lage, Energie abzuleiten, was bedeutet, dass er nicht durch den Strom durch ihn erwärmt werden kann, da dies einen Verlust darstellen würde.
Reale Kondensatoren haben eine Spezifikation, die als äquivalenter Serienwiderstand oder ESR bezeichnet wird . Das sind verschiedene physikalische Faktoren, die zusammengewürfelt werden. Sie können sich den Kondensator für die meisten Zwecke als ideal mit einem Vorwiderstand des ESR-Werts vorstellen. Ein Widerstand verbraucht Leistung proportional zum Quadrat des Stroms durch ihn.
Echte Kondensatoren können bei ausreichendem Strom heiß werden und schließlich ausfallen. Elektrolytika sind dafür besonders anfällig. Ihr ESR ist nicht nur im Vergleich zu anderen Cap-Technologien hoch, sondern sie reagieren auch empfindlicher auf hohe Temperaturen. Einige Elektrolytkondensatoren sind speziell für höhere Ströme ausgelegt, wie beispielsweise die Panasonic FK-Serie. Schauen Sie sich das Datenblatt der FK-Serie im Vergleich zu anderen Typen an und Sie werden sehen, dass der FK einen höheren Welligkeitsstrom tolerieren kann. Sie sind auch physisch etwas größer und teurer als die anderen Typen.
Keramik hat im Allgemeinen einen sehr niedrigen ESR, aber er ist nicht Null. Ich habe einmal einen Keramikscheibenkondensator bekommen, der so heiß war, dass es weh tat, ihn zu berühren, und das bei nur 1 MHz. (Vielleicht hatten die 10 Volt von einem HF-Sender, den ich gegenüberstellte, etwas damit zu tun :-))
Dielektrika speichern Energie im D-Feld, indem sie Elektronen zumindest ein wenig herumschwappen. Einige wechseln auch Atome zwischen verschiedenen Energiezuständen. Jedes Mal, wenn Sie Energie bewegen, selbst auf der Skala einiger Atome, besteht die Möglichkeit, einen Teil davon als Wärme zu verlieren. Einige Keramiken verlieren weniger als andere, und Keramiken insgesamt verlieren sehr wenig, aber alle verlieren einige.
Luftkondensatoren verlieren keine Leistung im Dielektrikum, da es keine gibt (im Grunde genommen Vakuum), aber wenn die Leitungen und Platten nicht supraleitend sind, kommt es dort zu Verlusten, wenn Ladungen hin und her schwappen.
Eine theoretisch reine kapazitive Last sollte sich nicht erwärmen, da sie nur Energie speichert und diese dann abgibt.
Reale Kondensatoren haben jedoch einen gewissen Widerstand und dies führt dazu, dass ein Teil der Energie als Wärme abgeführt wird.
Beachten Sie, dass Kondensatoren als Tiefpassfilter verwendet werden. Wenn also die Signalfrequenz am Kondensator sehr hoch ist, ist sie überhaupt nicht zu spüren.
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