急速な充電/放電サイクルにより、コンデンサの誘電体は加熱されますか?


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急速充電/放電サイクルにさらされたときのコンデンサの誘電体は加熱しますか?

回答:


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はい。ただし、完全なコンデンサではありません。完璧なコンデンサーはエネルギーを散逸させることができません。つまり、損失を表すため、コンデンサーを通る電流によって加熱することはできません。

実際のコンデンサには、等価直列抵抗ESR)と呼ばれる仕様があります。それは一緒にひとまとめにされたさまざまな物理的要因です。ほとんどの場合、ESR値の直列抵抗を備えたコンデンサを理想的なコンデンサと考えることができます。抵抗は、それを流れる電流の2乗に比例して電力を消費します。

実際のコンデンサは十分な電流で熱くなり、結果的に故障する可能性があります。電気分解は特にこれに影響されやすい。ESRは他のキャップテクノロジーに比べて高いだけでなく、高温に対してより敏感です。Panasonic FKシリーズなど、一部の電解コンデンサは高電流用に特別に設計されています。FKシリーズのデータ​​シートを他のタイプと比較すると、FKがより高いリップル電流を許容できることがわかります。また、他のタイプよりも物理的に大きく、高価です。

セラミックは一般にESRが非常に低くなりますが、ゼロではありません。セラミックディスクコンデンサを入手したので、触ると痛いほど熱くなり、1 MHzしかありませんでした。(多分私がそれを横切って置いていたRF送信機からの数十ボルトはそれと何か関係があった:-))

誘電体は、少なくともほんの少しの周りで電子をスロッシングすることにより、Dフィールドにエネルギーを蓄積します。いくつかはまた、異なるエネルギー状態の間で原子を反転させます。数原子のスケールであっても、エネルギーを移動するときはいつでも、その一部を熱として失う可能性があります。一部のセラミックは他のセラミックよりも損失が少なく、セラミック全体としてはほとんど損失しませんが、すべてが損失します。

空気コンデンサーには誘電体の電力がない(基本的には真空)ため、電力が失われることはありませんが、リードとプレートが超電導でない限り、電荷が前後にスロッシングするため、損失が発生します。


好奇心が強い:次に、誘電体自体が不均一である場合、加熱を経験する可能性が高くなりますか?
全員、

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理論上の純粋な容量性負荷は、エネルギーを蓄えて放出するだけなので、熱くなることはありません。

ただし、実際のコンデンサにはある程度の抵抗があり、エネルギーの一部が熱として放散されます。

コンデンサはローパスフィルタとして使用されるため、コンデンサの信号周波数が非常に高い場合はまったく感じられないことに注意してください。


コンデンサ自体はフィルタではありません。それには、少なくとも1つの他のコンポーネントが必要です。また、その抵抗、それは誘電体ですか?それがOPが要求するものだからです。
stevenvh
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