Condensatore ad alta tensione, in un sistema a bassa tensione?


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Domanda veloce, è pericoloso usare un condensatore valutato per l'alta tensione (diciamo 35v) in un sistema che permette di dire che le forniture 5V (come per i LED o cosa avete) sono pericolose?

Dal momento che può immagazzinare fino a 35 V, in qualche modo vorrà immagazzinarne un mazzo e poi rilasciarlo subito danneggiando il sistema, oppure è OK usare un condensatore con valore più alto rispetto alla tensione fornita?


Sono d'accordo con la risposta di @Leon Heller, leggi la sua risposta. Ogni dispositivo ha il suo punto operativo. Non ci sono dispositivi universali in elettronica.
Standard Sandun,

Dipende dal condensatore. Un condensatore elettrolitico si basa su uno strato di ossidazione come isolante, quindi la capacità si sposta più nel tempo se viene eseguita a bassa tensione. Altri condensatori non hanno questa limitazione, quindi non vi è alcun aspetto negativo nell'utilizzare una parte con un rating più alto. Accettare dimensioni e costi.
Warren Hill,

Risposte:


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Pur non essendo un'analogia perfetta, pensa alla tensione sul condensatore simile alla capacità litro di un serbatoio. Conterrà "35 V" ma non è necessario riempirlo completamente. Ma come ha detto @JustJeff, saresti saggio assicurarti che il contenitore possa contenere più del necessario per evitare fuoriuscite (e nel caso di un condensatore elettrolitico, l'elettrolita può espandersi e letteralmente "fuoriuscire").

Nota che una migliore analogia con la capacità sarebbe l'unità farad, dal momento che è una misura della capacità di carica di un condensatore, quindi non confonderti con la tensione, che è il potenziale per fare il lavoro.


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La tensione è analoga alla pressione, quindi la tensione nominale è la stessa della pressione nominale su un serbatoio pressurizzato. Se si applica troppa pressione, esploderanno sia un condensatore che un serbatoio. Per un serbatoio non pressurizzato, la tensione nominale sarebbe l'altezza del serbatoio prima che trabocchi? Quindi puoi avere due carri armati di altezze diverse ma la stessa capacità. Questa analogia è più diretta, penso: wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx?ID=ACE4803 amasci.com/emotor/cap1.html Se la pressione è troppo alta, la membrana fallisce.
endolith

@endolith Non avevo pensato di usare la pressione per la tensione e il volume per la carica, ma è un'idea molto migliore. Grazie!
JYelton,

La capacità è equivalente all'area della sezione trasversale di un serbatoio, mentre il limite di tensione è proporzionale all'altezza. Se la capacità non varia con la tensione, la quantità di carica che può essere trattenuta è proporzionale al prodotto della capacità e al limite di tensione. Se la capacità varia con la tensione (una situazione equivalente a un serbatoio di sezione trasversale non uniforme), la carica è proporzionale all'integrale della capacità rispetto alla tensione.
supercat

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No, avere un limite nominale più alto non accumulerà in qualche modo più tensione di quella disponibile nel circuito. In realtà vuoi un cappuccio con una tensione leggermente superiore rispetto alla tensione più alta che ti aspetti di attraversarlo. In effetti, se si inserisce una tensione superiore a un limite rispetto a quella prevista, è probabile che fallisca catastroficamente, ovvero scoppi o esploda.


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un ammonimento: quando ero al college, ho messo insieme un semplice alimentatore, usando un trasformatore da 12,6 V, un diodo 1N4001 e un cappuccio elettrolitico, probabilmente 100 uF. Poco dopo averlo collegato, si udì questo forte sibilo / fischio, e fui allarmato nel vedere un grande getto di fumo che soffiava sulla cima di un condensatore molto gonfio e mezzo diviso. Il problema: avevo messo 12,6 * sqrt (2) volt (circa 18) su un condensatore da 16V.
JustJeff,

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probabilmente molto più di questo. Il trasformatore è solo 12,6 V se si estrae contemporaneamente l'amperaggio raccomandato da esso. Se stavi solo fumando testandolo (eh) probabilmente hai messo 30V + in quel povero berretto.
Bryan Boettcher,

@insta - sì, scaricato il secondario probabilmente sarebbe stato qualcosa di simile a 14 a 16 V, quindi sarebbe anche peggio di quanto detto sopra. comunque un'esperienza di apprendimento.
JustJeff

Mi stai ricordando come gli ingegneri meccanici e agricoli erano abituati a friggere regolarmente le apparecchiature nei nostri laboratori di ingegneria elettronica.
smci,

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Se si utilizza un elettrolitico ad alta tensione a bassa tensione, la capacità effettiva potrebbe essere molto inferiore al valore indicato.


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Spiegare? Non sono sicuro di capire cosa intendi o perché.

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@Sauron - la capacità di un condensatore ideale è una costante, indipendentemente dalla tensione che hai attraverso di esso, ma per i condensatori reali, non è sempre così.
JustJeff,

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Pensa a un condensatore come a un serbatoio d'acqua. La capacità rappresenta l'area della sezione trasversale orizzontale, mentre la tensione rappresenta l'altezza dell'acqua. Se l'area della sezione trasversale è uniforme, l'aggiunta di un volume fisso di acqua aumenterà l'altezza di una quantità fissa, indipendentemente dalla quantità di acqua contenuta nel serbatoio. Se l'area della sezione trasversale varia con l'altezza, l'aggiunta di una quantità fissa di acqua può aumentare l'altezza di una quantità variabile.
supercat,

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Stavo per dirlo, vale la pena sottolineare. La regola empirica qui è che i tappi classificati per 2x la tensione di lavoro sono una buona parte (affidabile).
John U

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Tendi a trovarne di più come il contrario. Un condensatore ad alta tensione avrà la sua capacità nominale a bassa tensione, il che significa che quando utilizzato vicino alla sua tensione nominale la capacità sarà molto più bassa. Questo è il motivo per cui esistono diversi tipi di dielettrici del condensatore MLCC, garantiscono una certa capacità rispetto alla caratteristica di tensione (tra le altre cose)
hooskworks,

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La tensione nominale di un condensatore è una misura di quanto sia forte il suo isolamento. Un cappuccio da 35 V può sopportare almeno 35 volt applicati su di esso (una tensione più elevata può causare cose cattive come un cortocircuito attraverso il tappo e il burnup). Non ha nulla a che fare con quanta tensione immagazzinerà il condensatore; non può contenere nulla di più elevato di quanto non sia stato inserito. La tensione nominale sta descrivendo quanto è alta la sua barriera; l'elettricità non deve attraversarla finché non raggiunge un livello così elevato.


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Ho una scala con 35 gradini. Sono in piedi sul quinto gradino. E se cadessi? È pericoloso? Cadere 35 gradini può far male!


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Per quanto sia divertente, preferirei stare lontano dalle risposte sarcastiche. Ciò che è ovvio per te potrebbe non essere ovvio per un'altra persona.

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Non era inteso come sarcasmo. A volte un'analogia aiuta a capire un nuovo concetto.
markrages

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allora devi dirlo in questo modo, invece di dire semplicemente l'analogia, che potrebbe non essere ovvia per gli altri.
Akaltar,

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Tutti gli altri hanno spiegato bene, l'analogia del "serbatoio dell'acqua pressurizzata" è molto buona.

Solo per aggiungere;

  • Se osservi (wikipedia ecc.) Il modo in cui sono costruiti i condensatori e i fattori che determinano la capacità e la tolleranza di tensione, ciò può aiutare a spiegare perché esistono i diversi valori nominali e perché l'utilizzo di un condensatore da 1000 V nel circuito a 5 V potrebbe essere altrettanto scarso idea come usare un 3v.

  • Regola empirica: aggiungere sempre un bit / arrotondamento al prossimo valore preferito per le specifiche di "sicurezza" come tensione del condensatore, capacità di trasporto della corrente del filo, dissipazione di potenza dei componenti, ecc.

  • Tieni presente che il tuo circuito 5v non è un 5v perfetto, ci possono essere picchi, cadute, sovratensioni, ecc. E alimentare qualcosa da 5v non garantisce che qualsiasi parte del circuito non superi 5v a causa di oscillazioni o quant'altro.

Generalmente specifichiamo ~ 2 volte la tensione di lavoro (quindi un circuito a 12 V avrebbe 24 V di protezione, e generalmente la potenza disponibile è di 25 V, quindi è quello che usiamo), più ci si avvicina alla tensione di lavoro più difficile è il dispositivo e meno affidabile sarà.


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Sì, la tensione è il valore massimo del condensatore ma il condensatore serve per immagazzinare elettroni misurati in farad o microfarad.

Se ti dimentichi del gergo tecnico, pensalo come una batteria. Non è lo stesso, ma se hai una batteria da 24 volt che fornisce un circuito che ha un taglio di 19 volt e lo carichi solo a 12 volt, hai molti meno elettroni per alimentare il tuo circuito di quanto sia necessario e le probabilità sono il circuito non funzionerà.

μμμμ

Questi condensatori hanno molte funzioni nei circuiti. Una funzione principale è quella di fornire elettroni a un circuito quando la normale presa di alimentazione è scesa al di sotto del necessario, ad esempio con corrente alternata. Mentre la tensione e la corrente si invertono, 60 volte al secondo, il livello passa da circa 170 volt fino a zero volt e fino a -170 volt e poi si ripete. I condensatori filtrano questa caduta fornendo la tensione appropriata per mantenere il circuito regolare. Quando la tensione sale di nuovo, ricarica il condensatore.

μμ


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Benvenuti nel sito. Scoprirai che le persone apprezzano di più le risposte e quindi saranno votate di più, se sono facilmente leggibili. La tua risposta sarebbe molto più leggibile se fosse suddivisa in paragrafi di pensieri correlati. Fai anche attenzione alle unità e al modo in cui sono scritte. So cosa stavi cercando di dire, ma "25 di carica" ​​è il modo sbagliato di esprimerlo. Farads non è un'unità di carica (ecco cosa sono le Coulomb) e l'abbreviazione di farad è "F", non "f". Queste "piccole" cose contano in ingegneria, e la gente qui ci tiene.
Olin Lathrop,

Il tuo secondo paragrafo è troppo tecnico per me da comprendere .... !!
soosai steven,

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La costruzione di base del condensatore è composta da due piastre con cavi separati da materiale isolante ...

Tuttavia, il condensatore elettrolitico è molto più di questo. Se apri un condensatore elettrolitico, troverai due lunghe strisce di alluminio placcato separate da carta, tutte arrotolate in forma cilindrica. Il cilindro è imbevuto di elettrolita e confezionato in una lattina di alluminio.

Una cosa più importante da notare è che il vero isolamento tra le strisce non è la carta. La carta porosa serve semplicemente ad evitare che le strisce si tocchino direttamente. Il vero isolamento è lo strato chimico che si forma sulle strisce di alluminio quando il condensatore è collegato alla sorgente CC nella polarità corretta. Se collegato con polarità errata, lo strato conduttivo si forma causando un flusso di corrente continuo. La temperatura aumenta rapidamente perché la resistenza CC dello strato conduttivo che si forma non è molto bassa, causando una perdita di potenza ohmica.

Quindi, rispondendo alla domanda, la quantità ottimale di strato isolante chimico si forma quando il condensatore viene azionato quasi vicino alla tensione nominale con la polarità corretta. Il funzionamento di un condensatore ad alta tensione a una tensione CC inferiore provoca un flusso di corrente a bassa corrente continua attraverso il condensatore, impedendo così al condensatore di comportarsi idealmente come condensatore.

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