Потребляет ли конденсатор, подключенный непосредственно к аккумулятору, энергию?

18

В этом примере

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

После начальной зарядки крышки до 3 В ток блокируется, но со временем он потребляет энергию от батарей? Это безопасно сделать?

batteries capacitor current

— Мигель Пинто
источник

Я думал, что вы задаете другой (связанный) вопрос ... в этой схеме энергия, выдаваемая батареей (теоретически), является CV, но энергия, запасенная в конденсаторе, составляет только половину этого. Остальная энергия уходит в виде тепла в батарее и электромагнитного излучения. Так что даже теоретически идеальный конденсатор также тратит впустую немного энергии.

— Картик

18

Ток утечки разряжает батарею, скорее всего, не так значительно по сравнению с внутренним саморазрядом батареи.

Алюминиевый электролит может просачиваться на 100 нА в течение длительного времени, что не так много по сравнению с саморазрядом даже кнопочного элемента. Гарантированный максимум типичного электронного колпачка такого размера составляет 0,002CV или 400 нА (в зависимости от того, что больше) через 3 минуты. Большинство частей будут бить это значительно. Некоторые SMD-детали не так хороши.

Ваш второй вопрос был ли это безопасно сделать. Как правило, да, однако в разработке почти всегда есть исключения. Если ваша батарея 3 В имеет большую емкость по току (возможно, незащищенную 18650 литиевую батарею) и ваш конденсатор представляет собой что-то вроде танталового конденсатора 6,3 В, существует значительный риск возникновения события «воспламенения» при подключении конденсатора к батарее (съемка с использованием пламени) выход, яркий свет и некоторые вредные пары). Риск может быть значительно уменьшен путем добавления некоторого последовательного сопротивления в несколько десятков Ом.

— Спехро Пефхани
источник

«Гарантированный максимум типичного электронного колпачка такого размера составляет 0,002CV или 400 нА (в зависимости от того, что больше) через 3 минуты»: интересно, каков ваш источник?

— Мистер Мистер

Конденсаторные таблицы, например. Nichicon.

— Спехро Пефхани

@SpehroPefhany Вы помните, какие серии? Я спрашиваю только потому, что недавно я искал электролит с низкой утечкой, и лучшее, что я мог найти, было 0,01CV или 3uA (в зависимости от того, что больше).

— сдвиг в битах

@bitshift Попробуйте УКЛА серию, доступную в небольших количествах из Мышелова. 0,002CV или 200 нА. Но многие производители имеют в своем портфеле малые типы утечек, поскольку они довольно популярны в Азии, и их труднее найти в дистрибуции. Некоторые линии обычных деталей на самом деле работают довольно хорошо (без гарантий), но некоторые не более высокие ESR более крупные детали имеют тенденцию быть менее негерметичными по любой причине (ам).

— Спехро Пефхани

18

В устойчивом состоянии (после долгого времени) идеальный конденсатор не потребляет значительный ток от батареи. Реальный конденсатор будет потреблять небольшой ток утечки. Величина тока утечки будет зависеть от типа конденсатора, электролитика будет иметь большую утечку, чем пленки и керамика.

— Джон Д
источник

2

«Идеальный конденсатор» заряжается мгновенно от идеальной батареи (с идеальной проводкой нулевой индуктивности) в пике бесконечного тока. Я предполагаю, что вы говорите о реальной батарее с ненулевым внутренним сопротивлением и постоянной времени RC, при которой ток падает до нуля.

— Питер Кордес

1

@PeterCordes вы правы, я рассматривал идеальный конденсатор, но реальную батарею и проводку, и в этом случае ток начинается большим и экспоненциально падает до нуля. Но если они оба идеальны, как вы указываете, вы получите импульс тока, и крышка будет заряжаться мгновенно.

— Джон Д

Да, я хотел сказать «постоянная времени RC для тока, падающего к нулю», а не «к нулю». Вот что я получаю за придирки: P

— Питер Кордес

12

Идеальный конденсатор - это разомкнутая цепь постоянного тока, поэтому ток не будет течь, и энергия не будет расходоваться после полной зарядки конденсатора.

Однако реальные конденсаторы имеют небольшой ток утечки, поэтому в реальной жизни энергия будет расходоваться от батареи очень медленно после начальной зарядки.

— Питер Беннетт
источник

6

Вы должны проверить то, что называется "сопротивление изоляции"

Я цитирую Мурата:

Сопротивление изоляции монолитного керамического конденсатора представляет собой соотношение между приложенным напряжением и током утечки через заданное время (например, 60 секунд) при подаче постоянного напряжения без пульсаций между клеммами конденсатора. Хотя теоретическое значение сопротивления изоляции конденсатора бесконечно, поскольку между изолированными электродами фактического конденсатора протекает меньше тока, фактическое значение сопротивления является конечным. Это значение сопротивления называется «сопротивлением изоляции» и обозначается в единицах, таких как Мегомметры [МОм] и Ом Фарады [ОмF].

Я проверил данные, которые у меня были (номер детали : GRM32ER71H106KA12 ), для примера, чтобы приблизиться к тому, сколько утечек может пройти. Проверьте изображение ниже:

Чтобы полностью понять поведение конденсатора в устойчивом состоянии (например, при прямом подключении конденсатора к батарее), я настоятельно рекомендую прочитать следующую статью: http://www.murata.com/support/faqs/products/capacitor/mlcc/ символ / 0003

— FHLB
источник

0

Если в этом сценарии поменять полярность батареи, то даже идеальный конденсатор будет потреблять ток, чтобы изменить свою полярность в соответствии с батареей. Но в этом случае только реальный конденсатор сможет потреблять энергию из-за эффекта пружинения, то есть утечки заряда с краев конденсатора. Однако это будет зависеть от типа конденсатора и материала, используемого при изготовлении конденсатора.

— user363203
источник