Скільки струму проводить конденсатор при зарядці?

Я використовую великий конденсатор, щоб захистити навантаження на соленоїд (установка, що працює на сонячних батареях та батареях, при цьому соленоїд натискає кілька разів на день). Хтось згадав, що якщо я використовую досить великий конденсатор, мені потрібно поставити резистор послідовно з ним, щоб поміркувати "ємнісний навантаження" (термін, який я дізнався пізніше, мало стосується цієї ситуації).

Отже - скільки струму (теоретично) електролітичний ковпачок 3300uF притягує в ланцюзі 12В при першому включенні? (Я розумію, що значення з часом знижується, коли стягується обмеження.)

capacitor current

— колоси
джерело

У нього є 2 компоненти, коли спочатку ввімкнено струм напруги, який залежить від ESR вашого ковпачка і dV / dT включення. після цієї перехідної події конденсатор повільно заряджається. Постійна час зарядки буде RC, Скільки резисторів серії ви будете зберігати, виходячи з того, що він буде різним. ми можемо припустити 5RC час, щоб повністю зарядити конденсатор. наскільки я знаю, Q = CV, важливий лише заряд, струм змінюється залежно від вашого резистора серії спочатку, оскільки конденсатор наближається до повністю зарядженого стану, струм повільно зменшується, коли конденсатор повністю заряджається, струм буде нульовим. Зарядка

— користувач19579

Струм при зарядці конденсатора не заснований на напрузі (як при резистивному навантаженні); замість цього вона базується на швидкості зміни напруги з часом або ΔV / Δt (або dV / dt).

Формула знаходження струму під час зарядки конденсатора:

Я = С \frac{г V}{г т}

$I = C\frac{dV}{dt}$

Проблема полягає в тому, що це не враховує внутрішній опір (або серійний резистор, що обмежує струм, якщо він включений) або якщо конденсатор вже має деякий заряд.

Ви повинні враховувати постійно змінюється заряд, який застосовується до конденсатора. Іншими словами, на самому початку це виглядає як коротке замикання на джерело живлення (знову ж таки, захисний запір). Таким чином, незалежно від максимального струму, з яким може працювати ваш джерело живлення, є теоретичний макс. У міру зарядки конденсатора цей струм зменшується експоненціально, поки конденсатор не досягне максимального заряду Q.

Формула цього:

Я = \frac{V_{б}}{R} е^{- т / R С}

$I = \frac{V_b}{R}e^{-t/RC}$

Де - напруга джерела, R - опір, t - час, а RC - постійна часу (добуток опору і ємності). $V_b$

Скажімо, ви не використовуєте резистор, що обмежує струм, і ваш джерело живлення має внутрішній опір 4 Ом:

Я = \frac{12}{4} е^{- 0 / 0,0132}

$I = \frac{12}{4}e^{-0/0.0132}$

За час 0 с, струм - 3А. Якщо ми розраховуємо, скажімо, через 1 мс пізніше:

Я = \frac{12}{4} е^{- 0,001 / 0,0132}

$I = \frac{12}{4}e^{-0.001/0.0132}$

Зараз струм ~ 1 А.

Отже, скільки часу буде потрібно для зарядки конденсатора? Якщо взяти константу часу, RC (0,0132 в експоненті), як значення в секундах , існує правило, що конденсатор буде заряджатися в 5 разів більше цієї тривалості:

5 \cdot 0,0132 = 0,066 с

$5\cdot0.0132 = 0.066s$

Початковий струм (або струм протягом деякої частини цієї тривалості) називають струмом імпульсу . Ви можете зменшити його, додавши серійний резистор, що обмежує струм, щоб захистити джерело живлення.

— JYelton
джерело

це корисно, дякую. як я розмір резистора? я повинен просто використовувати формулу I = 12 / R e ^ (- t / RC) і вибрати цільовий струм?

— колоси

Ви хочете вибрати значення, яке ставить деяку верхню межу на початковий струм, те, що ваша схема і джерело живлення можуть безпечно обробляти. Існують і інші способи обмеження струму напруги, деякі з яких можуть або не стосуються вашого пристрою. Огляньте тут сайт, є кілька питань про саме це.

— JYelton

Початковий струм - Vb / R, де Vb - напруга живлення, а R - серійний опір (включаючи ШОЕ конденсатора, який, як правило, буде малим). У будь-який момент миттєвий струм задається (Vb - Vc) / R, де Vb і R - як вище, а Vc - вже заряджена напруга на конденсаторі. Щоб отримати повний сюжет, ви повинні вирішити диференціальне рівняння, звідки походить експоненційний коефіцієнт.

— Джон Р. Стром

@John Дякую за пояснення, я редагую відповідно.

— JYelton

@MisforMary Я рекомендую розмістити нове запитання та посилатися на це. Потім ви можете надати детальну інформацію про те, як ви вимірюєте та обчислюєте. Тут швидше допоможе, ніж обмін коментарями. :)

— JYelton