Condensatore collegato direttamente con la batteria

Questa potrebbe essere una domanda stupida / mendicante, ma ho difficoltà a capire cosa succede esattamente quando colleghiamo un vero condensatore direttamente con una batteria.

Secondo la mia comprensione, in teoria, quando un condensatore non caricato è collegato direttamente a una batteria, diciamo, di 9 volt, istantaneamente il condensatore verrà caricato e anche la sua tensione diventerà 9V. Ciò accadrà perché non c'è resistenza tra il condensatore e la batteria, quindi la variazione della corrente nel tempo sarà infinita. Ovviamente, questo è vero quando si parla di componenti ideali e circuiti non realistici.

Pensavo che farlo nella vita reale avrebbe causato scintille, componenti danneggiati, esplosioni o altro. Tuttavia, ho visto alcuni video e le persone di solito collegano le batterie direttamente ai condensatori. Inoltre, la corrente che fluisce dalla batteria al condensatore è in qualche modo di bassa intensità, dal momento che ci vuole un tempo considerevole per fare in modo che il condensatore abbia la stessa tensione della batteria.

Vorrei sapere perché questo accade, grazie.

Questo è un esempio del circuito di cui ho parlato:

Sia la batteria che il condensatore hanno una resistenza interna.

Il tuo condensatore assomiglia un po 'così all'interno:

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Certo, non conosco il tuo condensatore, quindi non conosco l'esatta resistenza interna, ma 3 Ohm sarà un'approssimazione abbastanza vicina.

Lo stesso accade nella batteria, quindi in effetti lo stai facendo:

^{simula questo circuito}

Quindi ora per un po 'di tempo la corrente sarà massima, ma è solo di circa 0,9 A.

Ovviamente quando si inserisce un condensatore in una batteria del genere, non si ottiene un ottimo contatto, quindi ci sarà anche una resistenza extra lì, quindi potrebbe anche essere 0,7A.

Il motivo per cui ora ci vuole tempo è che quando il condensatore si carica, la tensione attraverso i resistori diminuisce, quindi anche la corrente diminuisce, quindi la tensione sul condensatore aumenterà più lentamente, e così via e così via, quindi effettivamente avvicinarsi sempre più lentamente alla tensione della batteria.

Più grandi sono i resistori o i condensatori, più tempo ci vorrà.

Il momento è al 67% può essere calcolato da R * C.

Quindi nell'esempio che è: t (67%) = R * C = 10 * 220u = 2.2ms.

Ma se il condensatore è 22000uF (= 22mF), il tempo RC, come viene chiamato, sarà di 220ms o 0,22s per caricarsi con una resistenza totale di 10Ohm. Ma con un condensatore di quelle dimensioni potrebbe anche avere una resistenza leggermente più alta, quindi sarà ancora più lento.

E poi è solo al 67%. Il prossimo 30% richiederà molto più tempo.

EDIT: Nota; aumentato la resistenza del pipistrello 9V secondo il commento di Nick.

Le batterie e i condensatori reali hanno una resistenza interna che agirà per ridurre la corrente che carica il condensatore. Ciò impedirà la morte e la distruzione che ti aspettavi. :-)

In ogni caso, è difficile vedere una scintilla prodotta con 9 volt ...

Oltre alla risposta utile di Asmyldof, vale la pena notare che anche se tutti i conduttori fossero superconduttori con resistenza zero, la corrente iniziale non sarebbe infinita e la corrente decadrebbe a zero .

Perché non corrente infinita? Poiché c'è un circuito di corrente, il circuito avrà qualche induttanza. Quindi la corrente inizialmente aumenterà a un ritmo di Vbatt / L. La tensione attraverso il condensatore spara oltre Vbatt a quasi il doppio di quel valore e quindi inverte, dando una sinusoide smorzata centrata su Vbatt.

Perché smorzato? Stiamo generando un campo magnetico variabile nel tempo. Ecco come creare un'onda elettromagnetica (radio). La potenza nel campo irradiato provoca l'estinzione dell'oscillazione della corrente.

Come dici tu, solo in "teoria" possiamo ottenere risultati "ideali".
Utilizzando fonti di energia e condensatori realistici , si ottengono risultati non ideali . Questo perché i componenti reali hanno resistenza, induttanza e capacità "aggiuntive".
Sebbene non si possano mai ottenere risultati ideali, mantenendo i componenti "aggiuntivi" il più piccolo possibile, possiamo ottenere risultati "vicini" all'ideale.
Nel tuo caso particolare, la ragione per cui non ci sono stati "effetti drammatici" è che la batteria e il condensatore hanno una resistenza interna . Pertanto, il condensatore non si carica istantaneamente fino alla tensione della batteria. Si "caricherà" lentamente al "normale"
Per riassumere, il motivo per cui i condensatori impiegano del tempo per ricaricarsi è la resistenza interna .