Fråga angående kondensatorer

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
tallrot
Inlägg: 88
Blev medlem: 17 februari 2011, 22:26:11

Fråga angående kondensatorer

Inlägg av tallrot »

Har kopplat ihop en krets ifrån elektronik för alla del 1, men är lite undrande om en sak. När på den andra bilden kopplar kondensatorn så att pluspolen hamnar på ledningen som går till minus till batteriet så resulterar detta i att den töms. Jag trodde det var skadligt för en kondensator som är polariserad att vändas på fel håll mot ett batteri? Påverkar inte batteriet kondensatorns urladdning?
circuit-20240517-1723.png
circuit-20240517-1726.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17451
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av grym »

praktiskt sett funkar detta för en testkoppling, men inget man skall använda för "riktigt" bruk

om du gör denna irl så mät även vilka spänningar du har över kondensatorn och se hur mycket det är vid dom olika tillfällena
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 7836
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av pi314 »

Två tankar...

1. Hur mycket backpänning tål en elektrolytkondensator?

Jag minns att jag sett någon uppgift om att så lite som 1 - 1,5 volt back kan skada en elektrolyt.

2. I kretsen ovan begränsas möjlig backspänning över lyten av transistorns emitter-bas-diod. Om det är en kiseltransistor så är det ca 0,7 volt.

Som grym skrev, inte att rekommendera, men det fungerar nog i en lab-test.

Mindmapper
Inlägg: 7008
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av Mindmapper »

Vad är syftet med laborationen? Det vore intressant att veta.
Inom pulsteknik använder man ofta kondensatorer som får ändra polarisation för att skapa spänningar som man normalt inte har tillgång till. Då brukar man använda opolariserade kondingar.

I schemat du visar så är inga spänningar utsatta. Vi antar att batteriet är 10V.

Slår vi till övre brytaren laddas kondensatorn upp till 9,3V.
Slår vi av övre brytaren finns ingen sluten krets genom kondensatorn. Den självurladdas.
Om vi slår till nedre brytaren händer en del saker. Den positiva polen på kondensatorn kopplas ihop med - på batteriet, dvs 0V om vi har det som referens. eftersom kondensatorn är uppladdad till 9,3V, med den positiva delen av kondingen ansluten till 0V, får den positiva polen på kondensatorn potentialen 0V. Eftersom kondensatorn är uppladdad till 9,3V, kommer andra sidan att vara 9,3V lägre (mera negativ) än + sidan på kondingen. 9,3V lägre än 0V är - 9,3V.

Eftersom basen på transistorn är förspänd i backriktningen kommer den inte att leda förrän kondensatorn laddats om via 1,5 kohm.
När den laddats om helt får den ca + 0,7V i fel riktning. Transistorn leder, strömmen till kondensatorn och basen begränsas av 1,5kohm. Förmodligen är den lilla strömmen och lilla spänningen med fel polarisation inte skadlig för kondensatorn.

Nu är kondensatorn uppladdad till - 0,7V. (+ på kondingen är 0,7 V lägre än - på kondingen)
Om vi slår till övre strömbrytaren (och öppnar den nedre). Kopplas + på kondensatorn till + 10V på batteriet. Eftersom basen är kopplad till - på kondingen kommer basen att försöka inta en spänning av + 10,7 V. Detta är inte bra för transistorn.

Har kondensatorn nog med energi kommer den att ladda ur sig genom bas emitter dioden med så hög ström att transistorn förstörs. Nu är kondensatorn så liten att det inte förmodligen inte kommer att skada transistorns bas emitter diod.

Det är inte bara en sak som kan hända! Har du ett oscilloskop kan du studera lite snabbare förlopp än med en multimeter. Koppla gärna upp oscilloskopet och mät på transistorn i DC läge. Prova med lite olika storlek på kondensatorn. Börja med de små.
tallrot
Inlägg: 88
Blev medlem: 17 februari 2011, 22:26:11

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av tallrot »

Stort tack för alla svar, syftet med laborationen från boken elektronik för alla del 1 är väl inte mer än att visa hur man kan få lampan att slockna under någon sekund när man flyttar kondensatorns anslutning. Jo jag har också kopplat upp den på riktigt men tyckte bara det blev tydligare med skärmdumparna från falstad simulatorn. Såhär såg den ut i boken:
kondesator.jpg
Jag tror jag förstår lite mer nu men känner att jag måste sätta mig mer in i exakt hur kondensatorer fungerar, har kanske lite dålig koll på känns det som.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Mindmapper
Inlägg: 7008
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av Mindmapper »

Det jag skrev var alltså en hel del överkurs, och felpolarisering av kondensatorn sker bara i din simulering. Det visar att du tänker längre än labbarna visar.
När jag tittade på labbarna trodda jag att kondensatorn var 1uF. Ser nu att det står en mF. Kondensatorn är alltså 1000 gr större än vad jag trodde. Det innebär att kondingen kommer att skicka en stor strömstöt igenom basen när kondingen inte är uppladdad.

Om kondingen är oladdad och man kopplar in batteriet kommer kondingen att släppa igenom all den energi den mäktar med. Under en kort stund kommer 6V att ligga över basen. Eftersom transistorn är en effekttransistor kommer basen att tåla rätt mycket ström.

Vad bestämmer hur stor strömmen blir?
Strömmen bestäms av två saker. Hur stor ström som batteriet kan leverera och hur stor kondensatorn är.
Strömmen från batteriet bestäms av batteriets Ri.
Strömmen genom kondensatorn bestäms av dess inre resistans. 1 / 2pi*F * C.
Det som är här är att kondingen endera är uppladdad i ett stabilt läge och spänningen över den inte ändras. Då är F 0Hz, dvs DC.
När kondingen är oladdad och spänningen kopplas in är i princip spänningsändringen supersnabb över kondingen. Under den korta tiden är F riktigt hög. Men bara under en kort tid, den tid det tar för kondingen att laddas upp.

Tycker att det är ett dåligt exempel. En sådan koppling gör man ej i praktiken, utan att begränsa strömmen genom kondensatorn. Nu är det utbildning och då vill man inte krångla till det. Vilket jag har gjort. Hade jag vetat vad det handlade om skulle jag inte tagit upp detta. Som tur är har du nog möjlighet att ta till dig detta. Fokusera på det labben handlar om och inte det jag skrivit om det inte "make sense". Antar att du har labbat på kondensatorns upp/urladdningskurva. Då borde du kunna hänga med på det mesta av mitt resoneman.
När det gäller kondensatorer finns det många olik kondensatorer med olika egenskaper/användningar. Dyk ej ner för långt i det träsket.

Undra hur en småsignaltransistor skulle reagera för detta? Även effekttransistorn mår dåligt av återkommande strömstötar genom basen. Förmodligen kommer den att överleva länge, men inte hur länge som helst. Hur länge kommer också att påverkas av temperaturen transistorn har.
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 7836
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av pi314 »

Lite om hur kondensatorer fungerar
En kondensator kan laddas upp och kan på det sättet ses lite som en "laddflaska" eller ett litet batteri.

Om ena polen är kopplad till jord och den andra är positiv, så är det underskott på elektroner i den andra.
Om ena polen är kopplad till jord och den andra är negativ, så är det överskott på elektroner i den andra.

Dom används för lite olika syften. T.ex.
– För att släppa igenom växelström men inte likström.
– För att filtrera bort växelström.
– För att stabilisera bort rippel från likspänning.
– För att uppnå fördröjning. Läs om RC-kretsar.
– För att identifiera snabba förändringar. Läs om CR-kretsar.

Fysiskt är på sätt och vis "alla kondensatorer lika", även om t.ex. elektrolyter är ett släkte för sig.

En formel som gäller för alla kondensatorer.

Q = C x U = I x t

I ord: Laddningen är lika med kapacitansen gånger spänningen, som är lika med strömmen gånger tiden.

Exempel 1:
En kondensator med kapacitansen 1 mF, med spänningen 5 volt har en laddning på 0,005 coulomb.

Exempel 2:
Om man laddar ur kondensatorn i exempel 1 med en konstant ström 1 mA så sjunker spänningen med 1 volt per sekund.


Två kretsar som kan vara bra att vara bekant med är RC-kretsar och CR-kretsar. Vad dom gör och hur dom dimensioneras. Det är kanske nästa steg? :)

BJ
Inlägg: 8864
Blev medlem: 11 april 2007, 08:14:53
Ort: En_stad

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av BJ »

Något annat som kan hända med kondensatorer är att laddningarna flyttar på sig.
Jag vet inte vad effekten kallas, och om det bara gäller elektrolytkondensatorer.
Man ser det på att om man lägger på en kort spänningspuls så sjunker spänningen
lite efteråt och stannar på en lite lägre nivå efter det.
Jag har fått det förklarat som att laddningarna dras närmare mot varandra.
Någon som vet om det har ett namn?
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 34654
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Du tänker inte på dielektrisk absorption, dvs att en del av den elektriska energin lagras i dielektrikat.
Det ser man som att spänningen sjunker.
Kortsluter man kondingen kommer en del av absorberade energin att krypa fram och visa sig om en liten spänning över kondingen.

Audiofools kallar detta för minnesdistortion och gör ofta en stor affär av det men vi har att göra med en process som är långsam, typiskt flera minuter.
BJ
Inlägg: 8864
Blev medlem: 11 april 2007, 08:14:53
Ort: En_stad

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av BJ »

Ja, det kanske det är.
Men inte handlar det väl om flera minuter innan man kan se något?
Nu var det ett tag sedan, men jag kommer ihåg det som att det syntes
på några sekunder. Eller var det till och med delar av sekunder?

Här finns det en text på engelska Wikipedia:

https://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_absorption

Det som jag tittade på kan ha varit topparna, och att hela förloppet tar längre tid?

Det beror väl även på hur förstorad signalen är. Jag hade den på oscilloskop-skärmen.
Senast redigerad av BJ 18 maj 2024, 14:24:05, redigerad totalt 1 gång.
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 34654
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Kondensatortillverkarna mäter efter 10-20 minuter.
BJ
Inlägg: 8864
Blev medlem: 11 april 2007, 08:14:53
Ort: En_stad

Re: Fråga angående kondensatorer

Inlägg av BJ »

Det här var ett pulståg som fick plats på oscilloskop-skärmen,
och effekten syntes mellan varje puls.
Så några 10 minuter handlade det inte om där.
Skriv svar