コンデンサは時間の経過とともに電圧を上げますか?


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私は最近2つの3300uf 100vコンデンサを購入し、それらを並列に接続しました。私はそれらを100vまで充電し、放電します。次に、マルチメーターを接続すると、電圧が20〜40秒ごとに約0.01ボルトと非常にゆっくりと上昇することに気付きます。コンデンサを放電すると、電圧はゼロに戻ります。今朝目が覚めたとき、コンデンサーをチェックしましたが、5ボルトまで上がりました!そして、私はそれらでLEDに電力を供給することができます。ここで何が起こっていますか?

編集:

回答の1つにあるRobertのコメントのおかげで、彼は正しいと思います。これはおそらく誘電吸収です。


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うわー!本当に良い観察
スリーブマン

回答:


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あなたが観察したものは、「誘電吸収」または「回復電圧現象」と呼ばれます。

これは、充電中および放電中の電解質中の双極子(イオン)の種類が原因です。

ウィキペディアから:

誘電吸収は、長時間充電されたコンデンサが短時間放電したときに不完全にしか放電しない効果に与えられた名前です。理想的なコンデンサは放電後もゼロボルトのままですが、実際のコンデンサは時間遅延双極子放電、誘電緩和、「浸漬」、または「電池動作」とも呼ばれる現象から小さな電圧を発生します。多くのポリマーフィルムなどの一部の誘電体では、結果の電圧は元の電圧の1〜2%未満になる場合がありますが、電解コンデンサの場合は15%になる場合があります。

さらに:

コンデンサが放電しているとき、電界の強さは減少しており、分子双極子の共通の向きは緩和の過程で無向の状態に戻っています。ヒステリシスのため、電界のゼロ点で、材料に依存した数の分子双極子が電界方向に沿って分極され、コンデンサの端子に測定可能な電圧が現れません。これは電気的残留のようなものです。

マウザーのメモから

7回復電圧

両方の端子が短絡した状態でコンデンサを一度充放電した後、しばらく端子を開いたままにすると、コンデンサの両端の電圧が再び自然に増加します。これは「回復電圧現象」と呼ばれます。この現象のメカニズムは、次のように解釈できます。

電圧で充電すると、誘電体は内部で電気的な変化を生じ、誘電体の内部は反対の極性(誘電分極)で帯電します。誘電分極は、急速にゆっくり進行する両方の方法で発生します。充電されたコンデンサがコンデンサ両端の電圧が消えるまで放電され、端子が開いたままになると、遅い分極がコンデンサ内で放電し、回復電圧として現れます。(図28)。


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安全性の問題:高電圧コンデンサには、保管中に短絡ワイヤを取り付ける必要があります。そうしないと、誘電体に注入された電荷の回復から、数時間/数日間で危険な電圧に上昇する可能性があります。(誘電体は完全な絶縁体ではなく、単なる大きな抵抗器です。)この効果は、コンデンサが長期間にわたって高電圧に充電されるたびに大きくなります。回路内のHVコンデンサには、問題を解消するために、HVの「ブリーダー抵抗器」を並列に配置する必要があります。
wbeaty

エネルギーはどこから来ますか?確かに、切断されたコンデンサで永久運動機械を構築することはできません。
-dotancohen

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注:私は物理学者ではありません。コンデンサでは、電界に沿って双極子を向けることによりエネルギーが蓄積されます。エネルギー=アライメント。エネルギー不足=障害を回復します。そのエネルギーを解放するには、双極子をリラックスさせます。コンデンサを短時間で急速に放電すると、D / Aが表示されます。私の理解では、いくつかの双極子が他の双極子よりもゆっくりとリラックスしていることに起因しています。したがって、彼らはいくつかの時間遅延でエネルギーを提供します。ここまたは物理スタックで、D / Aの原因に焦点を当てた別の質問をすることができます。だ、すでにそこに答えと質問があります
のtry-catch-ようやく

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@dotancohen-コンデンサーは不完全です。1Jを投入し、通常の放電では0.9Jを戻しますが、これによりさらに0.05Jを得ることができます。(数字は単なる推測です)。
TLW

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誘電吸収等価回路

  • 100Vから5V C1V1 = C2V2前=長時間放電後
  • メインキャップC1 = 3300uF at V1 = 100V and V2 = 5V
  • したがって、C2 = C1 * V1 / V2 = 66 mF誘電吸収静電容量
  • 「20〜40秒ごとに0.01ボルト」または10mV / 20s = dV / dtであるため、C2の電圧は100Vで、C1は0Vで上昇します。
  • 吸収キャップC2の直列ESR2によるV1 = 100VでのC2の放電
    • 今のところ漏れRを無視して、
    • V2 / ESR2 = Ic2 = Ic1 = C1 * dV1 / dtまたは
    • ESR2 = V1 / C1 * dt / dV1 = 100V / 66mF * 20s / 10mV =3MΩ

回路図

この回路のシミュレーションCircuitLabを使用して作成された回路

古いE-Capsの場合、等価回路の各コンポーネント値は、さまざまなテストで推定できます。テストでは、ESR2 * C2 = T2 = 180ks C2 / C1 = 20を吸収/キャップ比として推定します。

ベッドサイドノート

  • dV / dtが10mV / 30sの場合、睡眠の最小量を推定できますか?
    • 10mV / 30sのレートで5Vの60%の充電時間に達すると、5V / 10mV * 30s = 15ks = 4.17時間かかり、朝のレートのdV / dtがわからないと、2Tなどのはるかに低いとしか想定できませんまたは8時間または12時間の睡眠を意味する3TまたはESR2が一晩で減少した。

並列リークR値は、多くの場合、古いシリーズEを大きなシリーズRを使用してエージングおよびコンディショニングすると減少し、リークR値を元の値に近づけることが知られています。これは、古い古い低ESRキャップを処理して層間短絡を防ぐ場合の安全な方法です。


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考えられるさまざまな説明:

  • 静電気:地面と雲などの間に電位差があることは完全に正常です。これは、「フリーエア」ではかなりのV / mになりますが、背後にはほとんど電荷がありません。それを測定しようとすることは実際には不可能です。ただし、その勾配全体に2つの電極が張られている場合、キャップを充電できる可能性があります。
  • RFハーベスト:すべてがアンテナとして機能します。RF誘導は定義上ACであり、それ自体をキャンセルするため、これは問題ではありませんが、さび/塩/ ...導体のインターフェースがある場合は、偶発的なダイオードとして機能する可能性があります。参照:初期のクリスタルラジオ。
  • 残留電荷:私はあなたの帽子をよく知りませんが、それらを短絡しても内部に蓄えられたすべてのエネルギーが除去されるのではなく、すぐにアクセスできるものだけが除去されると仮定するのは化学的に正しいかもしれません。その場合、キャップをより長く短絡させても、この効果は起こりません。

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実際、誘電体の吸収の話は大丈夫ですが、複雑です簡単に言えば、電界は分子構造を変形させ、手で押したときに厚くて柔らかい布がくぼみを得るようにします。ディンプルが消滅し、布が重力に逆らって少し上に上がるまでに。

電解質と絶縁層の分子変形は徐々に反転し、イオン粒子は元の場所に戻ります。電荷分布が変更されるため、それは新しい電気を意味します。


いや DAは、誘電体内の実際の電子の動き(空間電荷とも呼ばれます)によって引き起こされます。電気力は非常に強く、関与する電子の数は少ない。これは死ぬまで研究されてきました。 iequalscdvdt.com/miscellaneous.html
ロバートエンドル

@RobertEndl分子構造は、電子とその可能な状態によるものです。電子だけが材料を一緒に保ちます。それらの多くはゆるい軌道を持っていますが、これは指揮者ではないため、間違いなくいくつかの制限が存在します。矛盾はありません。空間電荷=分子構造内の電子であり、可能なすべての状態での位置の取り方に多くの変動の可能性があります。
user287001

-7

マルチメータがコンデンサを充電しています。


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電圧測定の場合はそうではないと思います。抵抗測定の場合、はい。
マーカスミュラー

マルチメーターが接続されていない状態で一晩座ったままにしていたため、マルチメーターではないかと疑っています
エリック

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誘電吸収を発見したと思います。調べる。
ロバートエンドル

@RobertEndlそれについて読んで、あなたはおそらく正しいです。ありがとう!
エリック
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