Wie kann ich meinen eigenen Kondensator bauen?

Ich möchte meinen eigenen Kondensator hauptsächlich als Experiment in verschiedenen Plattenkonfigurationen und -orientierungen konstruieren, um die Feldtheorie besser verstehen zu können. (Mit anderen Worten, ich spiele und suche nicht nach einer Standardlösung. Der Aufbau ist die halbe Miete.) Ich habe kleine PCB-Einheiten in der Größenordnung einiger Nanofarad gebaut. Ich würde gerne etwas größeres bauen, in der Größenordnung von 5-10 uF, was PCBs unpraktisch erscheinen lässt. Ich möchte auch, dass die Kappe unpolarisiert ist, damit ich AC darüber laufen lassen kann.

Ich denke, ich brauche ein paar Folienrollen, eine Rolle Isolator und eine Möglichkeit, Leiter an der Folie zu befestigen. Aber bevor ich zu Wal-Mart gehe und all ihre Aluminiumfolien kaufe, wollte ich fragen: Was könnte mir fehlen? Gibt es Standardtechniken für die Herstellung von Kondensatoren von Hand? Gibt es bestimmte Materialien, die ich verwenden (oder vermeiden) sollte?

Sie müssen zuerst einige grundlegende Berechnungen durchführen. Die Formel für die Kapazität lautet

Angenommen, Sie möchten 1-mil-Wachspapier (25,4 µm) als Dielektrikum verwenden. Beachten Sie, dass dies die Nennspannung Ihres Kondensators bestimmt. Die Durchschlagsfestigkeit von Wachspapier liegt bei etwa 35-40 MV / m, sodass Sie einen Kondensator erhalten, der theoretisch fast einen Kilovolt verträgt, aber in der Verwendung konservativ ist!

Die relative Permittivität von Wachspapier beträgt etwa 3,7, die Permittivität des freien Raums 8,854e-12 F / m. Löse für den gewünschten Bereich:

Wenn Sie Aluminiumfolie und Wachspapier mit einer Breite von etwa 30 cm erhalten, können Sie wahrscheinlich eine Überlappung von etwa 25 cm erhalten, was bedeutet, dass Sie eine Länge von etwa 15,5 m benötigen, um die gewünschte Fläche zu erhalten .

Wenn Sie dann Ihren Kondensator aufrollen (mit einer zweiten Schicht Wachspapier), verdoppelt sich die Kapazität oder beträgt etwa 10 µF. Offensichtlich wird dies physisch ziemlich groß sein, über einen Fuß lang und einige Zoll im Durchmesser.

Willkommen in der Welt des Kondensatorbaus. Ich habe ziemlich viel Kondensator von gestapeltem zu gerolltem Typ gebaut. Das Einzige ist, dass ich sie für Hochspannungswechselstrom (4kVAC bis 15kVAC) baue. Ich gehe nicht in die Details der Physik oder ESR etc ....

Der beste Preis für all das bewährte Material ist Polyethylen niedriger Dichte (Low Density Polyethylen, LDPE), das sich sehr technisch anhört, bis Sie feststellen, dass es sich im Grunde um dasselbe Material handelt, das in wiederverschließbaren Gefrierbeuteln verwendet wird. Wenn Sie immer noch unsicher sind, gehen Sie einfach in eine Küchenabteilung und suchen Sie nach der wiederverschließbaren Plastiktüte. LDPE ist ziemlich dehnbar. Diejenigen, die für Müll und Mülleimer verwendet werden, enthalten viele Verunreinigungen aus recycelten Materialien. Versuchen Sie daher, diese zu vermeiden. Normalerweise werden Teppichrollen (ja, Teppichrollen) in einer langen Plastikhülle / -schlauch verpackt geliefert. Sie sind auch LDPE. Vermeiden Sie Polyethylen hoher Dichte (HDPE), da diese leichter reißen. HDPE ist auch das gleiche Material, das normalerweise in Plastiktüten von Supermärkten verwendet wird.

Wenn Sie etwas Geld verdienen möchten, können Sie versuchen, Poplypropylen (PP) -Rollen vom Floristen zu kaufen, diese sind jedoch recht teuer. Ich habe keine Erfahrung damit, da ich einen riesigen Hochspannungskondensator mit winzigen Mikrofaraden (0,01 bis 0,2 uF) baue und PP unwirtschaftlich wäre.

Je dicker das Dielektrikum ist, desto höher ist die Spannung, der es widersteht, und desto kleiner ist die uF, aber für 240 VAC, glaube ich, kann man mit dünnem Material davonkommen, ich habe momentan keine Liste der dielektrischen Durchschlagspannungen zur Hand, versuchen Sie es googeln.

Einige Informationen: http://www.richieburnett.co.uk/parts.html http://deepfriedneon.com/tesla_cap1.html

Tesla-Coils sind gefährlich, aber gleichzeitig lustig.

Wenn der Sinn der Übung darin besteht, mit Konfigurationen zu experimentieren, die für Sie mathematisch nachvollziehbar sind , ist es wahrscheinlich am einfachsten, zwei große und sehr flache kreisförmige Metallplatten in Luft zu haben, die in einem festen Abstand fest verankert sind (Abstandhalter um den Umfang verwenden). das ist einstellbar und wird nicht kurzschließen. Mit Folie beschichtete Discs funktionieren möglicherweise auch (möglicherweise müssen Sie die Folie festkleben). Sie können herausfinden, welche Kapazitäten Sie von einem Gerät mit angemessener Größe erwarten sollten, und Ihre Schaltung danach anpassen. Planen Sie, Sonden zwischen die Platten zu kleben, um Felder, Spannungen oder ähnliches zu messen?

Von dort aus können Sie verschiedene Abstände, verschiedene Formen (quadratisch, rechteckig usw.), seitliche Abstände, unterschiedliche Dielektrika zwischen den Platten und so weiter ausprobieren. Ich würde vorschlagen, sich an einigermaßen niedrige Spannungen zu halten. Dann können Sie aufgerollte Designs ausprobieren. Ich bin nicht sicher, wie sich die resultierenden verschachtelten Platten anders verhalten werden als ein großes Plattenpaar. Erinnern Sie sich an die alten variablen Kondensatoren von Radiotunern? Viel Spaß (und bleiben Sie sicher)!

Für die Größenordnung von 5 bis 10 uF benötigen Sie Kondensatoren vom Elektrolyttyp. Überprüfen Sie beispielsweise http://www.youtube.com/watch?v=LXf3SUQ8F5g

Sie könnten mit einem Simple Leyden Jar auf die Old School gehen