Як я можу побудувати власний конденсатор?

14

Я хочу побудувати власний конденсатор, насамперед як експеримент у різних конфігураціях та орієнтаціях пластин, щоб я міг краще зрозуміти теорію поля. (Іншими словами, я граю, а не шукаю рішення, що знаходиться поза полицею. Будівля його наполовину.) Я побудував невеликі одиниці друкованих плат на замовлення кількох нанофарадів. Я хотів би побудувати щось більше, на замовлення 5-10 мкФ, що, здається, робить плати непрактичними. Я також хочу, щоб кришка була неполяризованою, щоб я міг запустити змінного струму через неї.

Я думаю, що мені потрібно пару рулонів фольги, рулон якогось ізолятора і якийсь спосіб прикріпити провідники до фольги. Але перш ніж я просто поїду до Wal-Mart і придбаю всю їх алюмінієву фольгу, я хотів запитати: що я можу пропустити? Чи існують стандартні прийоми виготовлення конденсаторів вручну? Чи є конкретні матеріали, які я повинен використовувати (або уникати)?

capacitor

— Стівен Коллінгз
джерело

15

Спочатку потрібно зробити кілька основних розрахунків. Формула ємності є

С = ϵ_{R} ϵ_{0} \frac{А}{г}

$C = \epsilon_R \epsilon_0 \frac{A}{d}$

Скажімо, ви хочете використовувати 1-міліметровий (25,4 мкм) вощений папір як діелектрик. Зверніть увагу, що це визначатиме напругу вашого конденсатора. Діелектрична міцність вощеного паперу становить близько 35-40 МВ / м, тому це дасть вам конденсатор, який теоретично може обробляти майже кіловольт, але бути консервативним у тому, як ви його використовуєте!

Відносна проникність вощеного паперу становить близько 3,7, пропускна здатність вільного простору - 8,854е-12 Ф / м. Вирішіть для необхідної площі:

А = \frac{С \cdot г}{ϵ_{R} ϵ_{0}}

$A = \frac{C \cdot d}{\epsilon_R \epsilon_0}$

А = \frac{5 мк Ж \cdot 25.4 \cdot мк м}{3.7 \cdot 8.854 \cdot 10^{- 12} Ж / м} = 3.8767 м^{2}

$A = \frac{5 \mu F \cdot 25.4 \cdot \mu m}{3.7 \cdot 8.854 \cdot 10^{-12} F/m} = 3.8767 m^2$

Якщо ви отримаєте алюмінієву фольгу і вощений папір шириною приблизно 12 дюймів (30 см), ви, ймовірно, можете отримати накладку, скажімо, 25 см, це означає, що вам знадобиться довжина близько 15,5 м, щоб отримати необхідну площу .

Якщо потім згортати конденсатор (використовуючи другий шар вощеного паперу), ємність збільшиться вдвічі, або приблизно 10 мкФ. Очевидно, це буде фізично досить великим, довжиною стопи і діаметром кілька дюймів.

— Дейв Твід
джерело

3

Ви можете отримати кращі результати, використовуючи пластикове обгортання як діелектрик замість вощеного паперу. 1 мільйон досить тонкий для вощеного паперу, але не для пластикового обгортання. Я не знаю, що таке пропускна здатність, але, мабуть, більше, ніж вощений папір.

— Олін Латроп

1

Плівка для домочадців (наприклад, «Саранська обгортка» або «Радісне обгортання») зазвичай має товщину 0,5 мілі (12,5 мкм) і виготовляється з ПВХ. ПВХ має діелектричну міцність близько 40 МВ / м і діелектричну постійну близько 4,5. Це дало б вам конденсатор, якому потрібно приблизно половина площі, але він би мав половину номінальної напруги.

— Трейд Дейва

2

@DaveTweed Saran обгортка - це PVDC, а не ПВХ. становить близько 4, а сила діелектрика близько 20МВ / м.

ϵ_{R}

$\epsilon_R$

— Спехро Пефаній

5

Залежно від марки та лінійки продуктів, пластикова упаковка зараз часто є LDPE.

— Філ

3

@Phil +1 підтвердив Glad Wrap - це поліетилен. thecloroxcompany.com/downloads/msds/glad/gladwrap.pdf

— Spehro Pefhany

14

Ласкаво просимо у світ побудови конденсаторів. Я побудував досить багато конденсаторів від штабельного до рулонного типу. Єдине, що я будую їх для змінного струму високої напруги (4kVAC до 15kVAC). Я не вникаю в деталі фізики чи ШОЕ тощо.

Найкращий удар для доларів усіх перевірених матеріалів - це поліетилен низької щільності (LDPE), який звучить дуже технічно, поки ви не зрозумієте, що це в основному той самий матеріал, який використовується в повторно закупорених морозильних пакетах. Якщо ви все ще не впевнені, просто спустіться в будь-який кухонний відділ і шукайте пластиковий пакет, який можна припустити, LDPE досить еластичний. ті, що використовуються для сміття та сміття, містять багато забруднень від перероблених матеріалів, тому намагайтеся уникати їх. Зазвичай рулони килимового покриття (так, килимові) поставляються пакетованими у довгу пластикову упаковку / тюбик. Вони також є LDPE. Постарайтеся уникати поліетилену високої щільності (HDPE), оскільки вони, як правило, прорізаються легше. HDPE - це той самий матеріал, який зазвичай використовується в пластиковому мішку-супермаркеті супермаркету.

Якщо ви хочете поплескувати трохи готівки, тоді ви можете спробувати придбати рулони з поліпропілену (PP) у флориста, але вони досить дорогі. Я не маю досвіду з цього приводу, як будувати гігантський високовольтний конденсатор на крихітних мікрофарадах (0,01 до 0,2 мкФ), а ПП буде неекономічним.

Чим товщі діелектрик, тим вищою напругою він буде протистояти і тим меншим буде UF, але для 240В переменного току, я думаю, ви можете піти з тонкими речами, у мене зараз немає списку діелектричної напруги руйнування, спробуйте гуглити за це.

Деяка інформація: http://www.richieburnett.co.uk/parts.html http://deepfriedneon.com/tesla_cap1.html

Котушка Тесла небезпечна, але водночас несеться.

— Людина Тесла
джерело

1

Якщо вся суть вправи полягає в експерименті з конфігураціями, які математично простежуються для вас , мабуть, найпростішим є наявність двох великих і дуже плоских круглих металевих пластин у повітрі, надійно закріплених на фіксованій відстані (використовуйте протистояння по периметру) що регулюється і не вичерпується. Диски, покриті фольгою, також можуть працювати (можливо, вам доведеться склеїти фольгу). Ви можете розробити, які ємності слід очікувати від апарату розумного розміру, і відрегулювати свою схему від цього. Ви плануєте приклеювати зонди між плитами для вимірювання полів, напруг чи чогось іншого?

Звідти ви можете спробувати різні розділення, різну форму (квадратну, прямокутну тощо), бічні зміщення, поклавши між пластинами різні діелектрики та інше. Я б запропонував дотримуватися досить низьких напруг. Тоді ви можете спробувати згорнутий дизайн. Я не впевнений, як отримані переплетені пластини будуть поводитися інакше, ніж одна велика пара тарілок. Пам'ятаєте старі змінні конденсатори з радіо тюнерів? Веселіться (і будьте в безпеці)!

— Філ Перрі
джерело

4

Спробуйте папір, просочений бджолиним воском - ви зможете продати їх згодом за багато грошей на аудіофони.

— Szymon Bęczkowski

0

Для замовлення 5-10uF вам знадобляться електролітичні конденсатори. Перевірте, наприклад, http://www.youtube.com/watch?v=LXf3SUQ8F5g

— Wouter van Ooijen
джерело

Я не уточнював, я хочу неполяризовану шапку. Моє ліжко.

— Стівен Коллінгс

0

Ви могли піти в Стару школу за допомогою простого Лейденського банку

— Ненадійний незнайомець
джерело

Ви помітили частину в ОП, де він вказав від 5 до 10 uF?

— WhatRoughBeast

1

@WhatRoughBeast Nope, здогадуйтесь, що йому доведеться знайти велику банку для цього.

— Шлях до незнайомця

1

Згідно з Вікіпедією, в лейденській банці об'ємом 0,5 л буде 1нФ. Тому вам потрібно лише підключити 5000 таких, щоб дістатися до 5 мкФ.

— SpiderPig