Záhada svitkového kondenzátoru
Chtěl jsem ověřit teoretické poznatky kolem kondenzátorů a při zkoumání svitkového kondenzátoru jsem narazil na tuto záhadu: pokud vyrobím kondenzátor ze dvou alobalových pásků a smotám ho, podle teoretických poznatků by se měla jeho kapacita téměř zdvojnásobit, protože smotáním se uplatní fólie z obou stran. Ale ať se snažím jak se snažím (rozmotaný kondenzátor hodně zatížím aby se fólie co nejvíc přiblížily), smotáním se mi kapacita přibližně ztrojnásobuje, přičemž jak se zdá, záleží na počtu závitů.
Zkoušel jsem to přepočítat, že by se to jako chovalo jako soustředné válcové kondenzátory, to mi ale pořád vychází ještě méně, než kolik naměřím.
Kde dělám chybu? Nebo je chybný předpoklad o "zdvojnásobení" kapacity? Jak vysvětlit to ztrojnásobení?
Také záleží na tom, čím to měříš. Jestli se jedná o nekvalitní měřák, nedej Bože multimetr, tak hodnotu neměříš ale spíš tipuješ
Jestli jste brali konstrukci kondíku, brali jste i metodiku jeho měření. Jakou používáš metodu k ověření svých pokusů? Jestli výsledky pokusů ověřuješ více metodami, jakou metodou pak dojdeš k nejpravděpodobnější "pravdě"? Aby bylo možné "ověřit teoretiké poznatky kolem kondenzátorů", je třeba pokusů udělat hodně a s různou metodikou, přitom je různou metodikou i ověřovat a výsledky vyhodnocovat.
(a taky tím občas, k vlastnímu smutku, strádám).
.
Bude nejlepší, pokud se s tímhle poznatkem obrátíš i na svého kantora, ale je taky dost možné, že ani on nebude znát jednoznačnou odpověď.
Nevadí, našel jsi dost zajímavou otázku a mne taky zajímá, kde je zakopný pes...hledej informace i jinde a najdeš. Prozatím bych si stanovil několik metod měření, kterých jsem schopen, udělal si podle nich tabulku a zkoušel ke každé metodě dosadit různé konstrukce kondíků, i co se týká jejich velikosti a vedl si přesné záznamy o výsledcích měření. Po nashromáždění údajů pak bude nutné vyřadit "logické nesmysly", tedy ty, které se významně liší od ostatních obdobných případů a ze zbytku udělat průměr. To by MOHLO být nejblíž pravdě... ale jsem jenom "vyučenec" a tak mi dost teorie chybí
Jisté ovšem je, že pokud Tě tohle baví a sám si "na sebe" vymýšlíš takové domácí úkoly, znamená to, že tedy budeš tu práci (pokud se jedná o odborné školní vzdělání) dělat rád a zcela jistě i dobře
A protože to dělá radost zase mně, děkuju Ti za tuhle informaci a za Tvůj zájem o náš báječný, široký a zajímavý, "elektrikářský" obor (Y).
P.S.:Nezapomeň tady informovat o postupu svých prací, zajímá mne to, jestli stejná "chyba měření" je u malých i velkých kapacit, u měření "čisté kapacity" DC napětím je stejný jev, jako u měření AC napětím a při různých frekvencích... Uvědom si taky a nezapomeň, že v praxi neexistuje ČISTÝ KONDENZÁTOR tak, jak jej znáš z teorie. Vždy má izolace soji praktickou mez a rozvinuté desky nejsou nikdy ideálně rovné a ideálně stejně vzdálené. V praxi neexistuje ani ČISTÁ INDUKCE a ani ČISTÝ RESISTOR. S tím se setkáš právě jen v teorii, kde výpočty provádíš na "IDEÁLNÍCH SOUČÁSTKÁCH", které v praxi neexistují.
DRŽÍM PALCE Mirek
TEORETICKY je kapacita dané součástky poměrně neměnný údaj, ale:
a měříme ji tedy zprostředkovaně. Metodou "přímou" měříme proud, kterým se nabíjí konenzátor a ten odečteme ze stupnice. Při tom ale nevíme jistě, jestli byl před měřením kondík zcela vybit, nebo třeba nabit na opačnou polaritu, nevíme nic o zbytkové kapacitě před měřením... To platí u měření v DC obvodu. U měření AC pak zase měříme (zdánlivý?) proud ciklicky se opakujícího nabíjení a vybíjení kondíku, který se ale mění s frekvencí i napětím, při tom navíc (hlavně u svitkových) vstupuje do měření jejich "indukce" (jsou přeci namotaný do svitku-cívky), u obou metod pak "resistance", daná vlastnostmi izolace a ty se mění s napětím...
- "Za pár špinavých zlaťáků" si (na internetových v aukcích) sežeň starý, ale dost citlivý a relativně přesný (třeba školní, či laboratorní) měřáky.
Jestli se po těch letech pamatuji dobře, pak "kapacitanci" neumíme změřit
Zkrátka ověřit na praktickém příkladu teoretické předpoklady, znamená především detektivně vypátrat všechny "lži", kterými se nás snaží praxe zmást a kterými si teorie "usnadňuje" cestu, aby její "pravda" platila OBECNĚ. Je to tedy také o filosofii a o stanovení "chyby měření" (najít ji, posoudit, nakolik významně ovlivňuje výsledek a "odečíst ji" od výsledku) ...
A ještě jeden typ
...A kouří se z mé staré hlavy a s kouřem unikají do nenávratna další a další mé znalosti, nabyté v bolestech učňáku, ještě "v dobách dřevěné elektroniky"
Se svitkovým kondenzátorem jsem zatím nepokročil, sháním lepší přístroj.
Ale zkusil jsem vrstvené dielektrikum sklo/kuprextit a naměřené hodnoty s malou chybou odpovídají teorii, že vrstvené dielektrikum se chová jako dva seriově zapojené kondenzátory s těmi dielektriky samostatně.
K těm svitkovým jsem zatím dostal jako inspiraci teorii o vzájemném ovlivňování více vrstev (jako že první vrstva tvoří kondenzátor nejen s nejbližší vrstvou ale i se všemi dalšími sudými vrstvami) to se mi ale nezdá, protože podle mě už druhá vrstva nepustí elektrostatické pole dál, protože funguje jako faradayova indukční klec.
Neprejavuje sa ti pri tom merani parazitna indukcnost? (jak to meras?)
P.S. jak sa ma zvysit kapacita pri stoceni vobec netusim. Ale pri malych kapacitach mozes mat chybu merania, napr. aj okolite objekty napr. ludske telo mozu dost znacne ovplyvnit meranie, toto ovplyvnovanie kapacity telom sa pouziva napr. u bezdotykovych tlacidiel.
Ano, jedna z možností nesprávných výsledků neodpovídajících teorii je nesprávná metodika měření. Používám trochu lepší multimetr a provádím vždy několik měření, ze kterých zkoumám rozptyl hodnot.
K tomu, že moje metodika není tak úplně špatná mě vedou předchozí pokusy s deskovými kondenzátory, kde výpočty i naměřené hodnoty víceméně odpovídají teorii. Například vrstvový kondenzátor z kuprextitových desek plošných spojů funguje tak jak má - 6 střídavě prokládaných desek má téměř 5x větší kapacitu než dvě desky.
Jak to mas pripojeny? Pokud si dobre vzpominam, svitkac je pripojenej z boku, jedna elektroda jakoby nalepena celym obvodem na nejaky tercik, coz nevim jak doma udelat. Pokud je napojenej jen v jednom miste, bude mit veeelikou parazitni indukcnost, vlastne to bude takovej LC obvod v jednom baleni. A ve spojitosti s pouzitou merici metodou to muze vest k "zajimavym" vysledkum.
To slyším prvně, když si prohlédnu profesionální svitkáč, tak u malých jsou prostě dva vyvedené drátky u větších čtyři a na povrchu je normálně vidět kraje fólie mezi izolanty. Zkusím nějaký rozmotat...
Já mám normálně konce fólií omotané kolem odizolovaných lanek. Později dám fotku.
Každopádně to parazitní indukčnost mít asi bude...
Vono se to dela tak, ze kazda elektroda je jednou stranou trochu delsi, a tam je bokem udelanej vyvody.
Na en wiky je obrazek:
http://en.wikipedia.org/wiki/Film_capacitor#mediav iewer/File:Folko-Aufbau-Metall-Metallisiert-engl.s vg
Tam je to pekne videt.
Tak hlásím, že záhada pokračuje.
Rozmotal jsem Teslácký svitkáč 2200pF a zjistil jsem, že jsem víceméně použil stejnou technologii motání i zapojení vývodů (oni měli jeden vývod na konci a druhý cca 10 cm od konce, já je mám hned u sebe), akorát je měli uvnitř a já na vnějším konci.
Co je ale divné, když spočítám kapacitu jejich rozvinutého stavu, vychází mi to bez permitivity dielektrika 1,46nF - což po zdvojnásobení smotáním dá už 2,9nF a běžné hodnoty permitivity kondenzátorové fólie jsou (snad) 2,4. Takže výsledná kapacita by měla být skoro 7nF! Jak to, že má jen 2,2nF?
Pro kontrolu - rozměry rozmotaného kondenzátoru Tesla 2200pF:
šířka alobalu 15mm, délka pásků 55cm, tloušťka dielektrika 0,05mm
Nic nepocitaj, ptz nevies hrubku, a nevies permitivitu. Proste zmeraj kapacitu v rozvinutom stave (p.s. davaj pri tom pozor aby v dostatocnej vzdialenosti okolo tych folii nebolo vobec nic ziadne vedenia, ziadne velke vodive veci, ani ty.
Tloušťku jsem změřil mikrometrem. Permitivitu neznám, ale určitě je větší jak jedna. Kapacitu v rozvinutém stavu asi moc nezměřím, protože rozmotáním se oddělila a pokrčila hliníková fólie, takže bych ji musel nějak šikovně slisovat... Navíc jsem vrátil půjčený multimetr, musím počkat až mi dojde objednaný.
mikrometer mohol tu hmotu trebars aj zdeformovat, a moze mat toleranciu plusminus autobus (kludne to moze byt 0.1mm hrube apod)
Ja osobne netusim jak sa zmeni kapacita zmotanim do zvitku, a nemam ani ponatia jak to vyratat :)
Ked sa to pri rozbalovani posralo, tak tu zahadu asi nerozlustis
Tak zase jinak, já neměl brýle, tak jsem usoudil, že když je tam tolik nul, tak to musí být 2200pF a teď na to brejlím a ono tam je 22000pF, neboli 22nF. To znamená, že permitivita toho materiálu mi vychází cca 7,5. Takové dielektrikum pro svitkové kondenzátory jsem zatím nevygoogloval.
Ak su tie elektrody na kazdom konci jedna, tak tam moze byt teoreticky aj nieco taketo http://en.wikipedia.org/wiki/Film_capacitor#mediav iewer/File:Folko-Spannungsfestigkeit.svg
Najprv to zmeraj rozvinute.