Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Электроника для начинающих
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
 
Рейтинг 4.55/11: Рейтинг темы: голосов - 11, средняя оценка - 4.55
9 / 6 / 3
Регистрация: 11.04.2015
Сообщений: 521
1

Об электролитических конденсаторах и их применении

28.12.2018, 17:04. Просмотров 2095. Ответов 65


Всем доброго времени суток!
В очередной раз подписав самого себя на несколько авантюрный эксперимент, как и обычно, наткнулся на тонкости его реализации. Эксперимент называется "плазма из рельсотрона". Если с расчётом и параметрами конструкции, в целом, проблем не возникает (с удовлетворительной для меня точностью), то занявшись подбором источника огромного тока я столкнулся с небольшой (вроде бы как) проблемой, решение которой настолько очевидно, что я его не вижу.
Итак. В качестве источника я хочу использовать электролитический конденсатор на 2200мкФ и 300В (заражяется от сети 220В 50Гц через выпрямляющий диод на 1000В (тупо, что называется)), который я некогда использовал в одноступенчатой пушке Гаусса.
Ещё в то время я знал, что если сопротивление катушки окажется малым, то конденсатор станет сам себя заряжать в направлении, обратном безопасному (полярность ведь нарушается, правильно?), что может привести к взрыву кондёра (можно ненадо?), но при разрядке на катушку он даже не грелся, хотя должен бы, вроде как.
Отсюда основной вопрос - пройдя по рельсотрону в прямом направлении разряда конденсатора, ток начнёт снова заряжать конденсатор неправильным образом, а, поскольку сопротивление рельс и снаряда будет минимальным, я предположил, что конденсатор рванёт при первом же проходе тока. Даже если я вообще, абсолютно, супер -неправ в вышенаписанном, возникает вопрос - как загасить колебания тока конденсатора и направить его в одну сторону так, чтобы конденсатор разряжался непрерывно в одном направлении, постоянно двигая снаряд в одну и ту же сторону?
Буду ооочень благодарен за помощь!
1
Лучшие ответы (1)
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
28.12.2018, 17:04
Ответы с готовыми решениями:

Неполярный конденсатор из электролитических
В схеме неполярный конденсатор 250мкф на 400В. Банка дорогая, редкая и громадная. Собирать ее из...

фильтр на Y-конденсаторах
Делаю фильтр для платы PFC (DCM режим), и есть недопонимание в организации подавления синфазных...

Вопрос о конденсаторах.
Всем доброго времени суток!электроникой стал заниматься совсем недавно,поэтому у меня такой...

Определить напряжение на конденсаторах
Здравствуйте дорогие формучане, прошу вас помочь с проверкой моей задачи, решил её я кое-как и...

65
Модератор
Эксперт по электронике
8360 / 6206 / 834
Регистрация: 14.02.2011
Сообщений: 21,569
28.12.2018, 19:20 2
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
то конденсатор станет сам себя заряжать в направлении, обратном безопасному (полярность ведь нарушается, правильно?),
срочно в нобелевский комитет, за изобретение вечного двигателя
судя, по этой логике, если замкнуть выводы конденсатора(сопротивление равно 0) то он будет сам себя разряжать-заряжать бесконечно долго
0
9 / 6 / 3
Регистрация: 11.04.2015
Сообщений: 521
28.12.2018, 19:37  [ТС] 3
Цитата Сообщение от ValeryS Посмотреть сообщение
то он будет сам себя разряжать-заряжать бесконечно долго
да ну нет, конечно - из-за внутреннего сопротивления, прежде всего, я это понимаю.
Цитата Сообщение от ValeryS Посмотреть сообщение
срочно в нобелевский комитет, за изобретение вечного двигателя
но ведь катушка индуктивности как-то делает эту магию заряда-разряда-заряда... Я понимаю, что катушка это не есть обычный резистор, но я уже не помню, благодаря чему катушка заставляет конденсатор самозаряжаться вновь, а не просто разряжаться на её активном сопротивлении.
То есть, вы хотите сказать, что подключив конденсатор к нагрузке без реактивного сопротивления я не получу колебаний тока в цепи?
P.S. Пожалуйста, очень вас прошу, оставьте вы эти подколы. Если человек чего-то не понимает и задаёт вопросы, чтобы понять суть, помогите ему; нет абсолютно никакого смысла шутить надо мной и подкалывать. Если уж вы столь добры, чтобы уделить мне 5 минут своего времени - помогите, и я буду благодарен вам. Было бы ещё обиднее, если бы вы послали меня в гугл, а так обидно=(обидно-1). Вы тоже когда-то были молоды и глупы, как и все, как и я сейчас; отнеситесь с пониманием.
0
2550 / 1835 / 397
Регистрация: 11.09.2009
Сообщений: 6,792
29.12.2018, 01:53 4
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
оставьте вы эти подколы.
Это очень трудно.

Но попробую за ValeryS.
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
благодаря чему катушка заставляет конденсатор самозаряжаться вновь
Потому что образуется колебательный контур. Объяснений, что это такое и как работает, тут скорее всего не будет, так как это из школьного курса физики. Найдите сами.
И, раз занимаетесь "рельсотронами", ещё вам нужно знать, что индуктивностью обладает любой физический проводник. Разница только в величине индуктивности. А любой монтаж имеет паразитную ёмкость. Так что колебательный контур в схемах есть всегда, независимо от того, есть там отдельные элементы - катушки и конденсаторы, или нет.

Не по теме:

Если не учить в школе физику, мир будет наполнен чудесами и волшебством.

1
9 / 6 / 3
Регистрация: 11.04.2015
Сообщений: 521
29.12.2018, 02:15  [ТС] 5
i8085, спасибо за ответ.
Цитата Сообщение от i8085 Посмотреть сообщение
Если не учить в школе физику, мир будет наполнен чудесами и волшебством.
Ну, это вы зря - я штудент технического вуза и учусь я хорошо; а всем вот этим я занимаюсь в свободное время и, к сожалению, абсолютно не по специальности. Спроектировать и построить, например, четырёхцилиндровую паровую машину, которая поехала бы под 150 км/ч - это сколько хотите, могу даже технологическую карту составить; а всему вышеописанному я хотел бы учиться вместо того, чему меня учат в институте, но увы, поэтому и обидно мне, что совершенно никто не рад тому, что я стремлюсь узнать больше, чем по курсу обучения; всем бы посмеяться над моим незнанием, но это ваше право.
Раз вам не сложно ответить на мои вопросы, позвольте ещё один - производил я приближенные расчёты рельсотрона весь вечер и пришёл к выводу (либо ошибся (удивительно, да?)), что 70А пускового тока цепи и времени разряда конденсатора в 30 миллисекунд хватит на продвижение трёхграммового снаряда из алюминия максимум на 1 миллиметр (в лучшем случае, как я понял); а теперь к самому вопросу - это сколько ж мне нужно конденсаторов, чтобы снаряд изволил вылететь за пределы рельсов и пролететь хотя бы несколько метров по баллистической траектории? моей пушке гаусса с одной катушкой было вполне достаточно использовавшегося в расчётах конденсатора, чтобы пульнуть кусок гвоздя массой граммов 20 аж на 7 метров; из этого я сделал предварительный вывод, что в расчётах есть ошибка, ну, либо рельсотрон сильно отличается от пушки гаусса (что весьма сомнительно для меня).
0
WH
1325 / 651 / 140
Регистрация: 10.09.2013
Сообщений: 2,541
Записей в блоге: 3
29.12.2018, 10:41 6
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
на 2200мкФ и 300В (заражяется от сети 220В 50Гц через выпрямляющий диод на 1000В
Почему конденсатор на 300В? В сети напряжение 220 В это действующее значение, амплитудное 220*корень(2) = 311,1 В, конденсатор будет заряжаться как раз до этого напряжения и вы рискуете его сжечь, и хорошо если он не разлетится как новогодний фейерверк. Кондер не менее чем на 400 В должен быть.

Добавлено через 8 часов 5 минут
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
Ещё в то время я знал, что если сопротивление катушки окажется малым, то конденсатор станет сам себя заряжать в направлении, обратном безопасному (полярность ведь нарушается, правильно?), что может привести к взрыву кондёра (можно ненадо?), но при разрядке на катушку он даже не грелся, хотя должен бы, вроде как.
Вообще для таких целей нужно использовать только неполярные конденсаторы.
1
9 / 6 / 3
Регистрация: 11.04.2015
Сообщений: 521
29.12.2018, 14:15  [ТС] 7
Цитата Сообщение от WH Посмотреть сообщение
Почему конденсатор на 300В?
Потому что на самом деле он на 450В, я приврал немного брал именно такой именно из расчёта амплитудного напряжения 235*корень из двух (235 - это так уж сложилось в нашей квартире).
Цитата Сообщение от WH Посмотреть сообщение
Вообще для таких целей нужно использовать только неполярные конденсаторы.
Это я с вами полностью согласен, да только не смог найти конденсаторов удовлетворительной ёмкости, которые не были бы электролитическими. В последнее время смотрю на ионисторы (аж до 10 фарад ёмкость), но напряжение их какое-то не айс'ное - вольт 12, но что мне делать с ними, спрашивается.
0
Тутошний я
2049 / 1118 / 207
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,905
Записей в блоге: 2
29.12.2018, 16:43 8
ионисторы не пойдут. они не дадут такой ток.

Добавлено через 12 минут
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
30 миллисекунд хватит на продвижение трёхграммового снаряда из алюминия максимум на 1 миллиметр
а потом резко остановится?
1
9 / 6 / 3
Регистрация: 11.04.2015
Сообщений: 521
29.12.2018, 17:09  [ТС] 9
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
ионисторы не пойдут. они не дадут такой ток.
Ну, теоретически, 24-вольтовый ионистор при сопротивлении рельсов+снаряда в 0,5 Ом даст неплохой ток, впрочем, всё-равно недостаточный.
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
а потом резко остановится?
по расчётам, в момент t=30мс скорость продвижения будет равна (чему-то там)*10^-7 => да, остановится.
0
Тутошний я
2049 / 1118 / 207
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,905
Записей в блоге: 2
29.12.2018, 23:31 10
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
в 30 миллисекунд хватит на продвижение трёхграммового снаряда из алюминия максимум на 1 миллиметр
это 33 мм/с.
и через следующие 30 мс уже остановиться? там такое трение? может нужно изменить конструкцию? или использовать медный снаряд, проводимость больше, плотность вроде тоже.

Добавлено через 43 минуты
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
Ну, теоретически, 24-вольтовый ионистор
а конструкция ионистора позволяет выдать такой ток?
1
9 / 6 / 3
Регистрация: 11.04.2015
Сообщений: 521
30.12.2018, 00:25  [ТС] 11
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
это 33 мм/с.
и через следующие 30 мс уже остановиться? там такое трение? может нужно изменить конструкцию? или использовать медный снаряд, проводимость больше, плотность вроде тоже.
Товааааарищ, это вы хорошо написали, это спасибо - а как вы это посчитали, скажите пожалуйста? Я использовал прикидочную формулу расчёта отсюда - https://ru.wikipedia.org/wiki/Рельсотрон - с подстановкой туда вместо постоянного тока функции разряда конденсатора по времени https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?I = I(t) = -\frac{{U}_{c}}{R}*{e}^{\frac{-t}{R*C}}, затем подставлял это дело в функцию с сайта https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?F = \frac{{\mu }_{0}*{I}^{2}}{\pi }*ln(\frac{d}{r}), затем брал константы: диаметр рельсов d=8 мм (примерно так и выходит), расстояние между осями рельсов r=15мм, общее безопасное для конденсатора (макс. ток = 74А) сопротивление цепи R=3.5 Ом, ёмкость конденсатора C=2200 мкФ.
После подстановки в формулу силы и деления её на массу снаряда в 3 грамма, получил кинематическое уравнение движения снаряда в виде зависимости ускорения снаряда от времени с момента замыкания цепи: https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?a(t) \approx -0.362*{e}^{-260*t}.
При интегрировании получается какой-то треш, что навело меня на мысль, что расчёты (конечно же!) не то, что неточны, а неверны в корне, но что конкретно неверно я не понимаю.
(Неверным я это счёл потому, что использовав этот же конденсатор на пушке гаусса я получал, что 20-граммовый стальной снаряд пролетает метров 5, а принцип рельсотрона, теоретически, не так уж и сильно отличается, чтобы просто не смочь даже подвинуть снаряд.)
А как вы прикидывали кинематику движения?? Напишите, если вас не затруднит, пожалуйста
Цитата Сообщение от Grey Посмотреть сообщение
а конструкция ионистора позволяет выдать такой ток?
честно говоря, я не знаю, но думаю, почему бы и нет
0
Тутошний я
2049 / 1118 / 207
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,905
Записей в блоге: 2
30.12.2018, 01:22 12
рельсотроны имеют проблему в обгорании контактов. после каждого выстрела их нужно чистить. пока проблему не решат фигня всё это. поэтому никак не прикидывал. чисто из ваших данных. если импульс его до такой скорости разогнал, должен же он по инерции хоть сколько то пролететь.
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
честно говоря, я не знаю, но думаю, почему бы и нет
к сожалению я тоже не знаю. не работал с ними.
но в отличии от конденсатора, ионисторы имеют электро-химическую природу ёмкости. химические процессы протекают медленнее разряда электронов в конденсаторе. при той же емкости ионистор будет разряжаться дольше, а максимальный ток будет меньше.
1
WH
1325 / 651 / 140
Регистрация: 10.09.2013
Сообщений: 2,541
Записей в блоге: 3
30.12.2018, 02:09 13
А какая Вам вообще скорость разряда нужна? Как я понимаю, максимально возможная. Так электролитические конденсаторы в этом сильно уступают неполярным. Единственный их плюс это относительно высокая емкость.
1
9 / 6 / 3
Регистрация: 11.04.2015
Сообщений: 521
30.12.2018, 02:59  [ТС] 14
Grey, спасибо за ваши ответы

Добавлено через 2 минуты
Цитата Сообщение от WH Посмотреть сообщение
сильно уступают неполярным
А наиболее ёмкие из неполярных не подскажете? Плёночные, бумажные, керамические, или ещё какие?
0
WH
1325 / 651 / 140
Регистрация: 10.09.2013
Сообщений: 2,541
Записей в блоге: 3
30.12.2018, 04:15 15
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
А наиболее ёмкие из неполярных не подскажете? Плёночные, бумажные, керамические, или ещё какие?
Вот здесь я вам к сожалению не подскажу. Керамика самые качественные в принципе, но и емкости там минимальные, они вас не устроят. Поройтесь в интернете, поищите. Или может кто подскажет. Может быть в сторон бумажных посмотреть наибольшей емкости, но сколько их там понадобится и какой размер получиться....

Добавлено через 7 минут
Может быть еще вариант с электролитом, но поставить параллельно ему диод в прямом включении, что бы кондер, как вы выразились "сам себя не заряжал" )
1
6557 / 2652 / 365
Регистрация: 17.02.2013
Сообщений: 3,884
30.12.2018, 05:19 16
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
а как вы это посчитали, скажите пожалуйста?
Ну ты-же сам сказал, что за 30 мс пролетит 1 миллиметр. Тогда элементарная пропорция и при той-же скорости за 1000мс = 1 с пролетит 1мм*1000мс/30мс = 33 мм. Итого скорость 33 мм/с.
Я че-то как считал Gray понял в одно мгновение, а тебе какая-то хитрая кинематика тут померещилась.
0
226 / 203 / 40
Регистрация: 08.10.2015
Сообщений: 865
30.12.2018, 05:36 17
Ромуальд_7, а Вы не пробовали посмотреть в сторону (автомобильных) аккумуляторов?
1
Grey
30.12.2018, 11:37
  #18

Не по теме:

:) не, я 1секунду/0,03 с * 1 мм=33,3 мм/с

0
9 / 6 / 3
Регистрация: 11.04.2015
Сообщений: 521
30.12.2018, 16:56  [ТС] 19
Цитата Сообщение от САлександр Посмотреть сообщение
Вы не пробовали посмотреть в сторону (автомобильных) аккумуляторов?
Честно говоря, не пробовал; но если там есть относительно недорогие экземпляры, способные отдавать, хотя бы, 200А на протяжении 0,5с, то было бы очень круто.

Добавлено через 5 минут
О_О
Я нашёл АКБ для грузовых автомобилей, у которых пусковой ток аж 900А при ёмкости ~140 А*ч; значит ли это, что я смогу выжать из него непрерывно 900А на протяжении 560 секунд? или там хитрости есть какие?
И значит ли это, что этот аккум является источником тока, а не ЭДС, ведь напряжение в характеристиках, почему-то, не указано? т.е., как рассчитать нагрузку для получения этих 900А?
0
Тутошний я
2049 / 1118 / 207
Регистрация: 03.11.2009
Сообщений: 3,905
Записей в блоге: 2
30.12.2018, 18:53 20
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
значит ли это, что я смогу выжать из него непрерывно 900А на протяжении 560 секунд?
нет. там не прямая зависимость.
Цитата Сообщение от Ромуальд_7 Посмотреть сообщение
ведь напряжение в характеристиках, почему-то, не указано?
12 вольт. полностью заряженный может до 13 вольт показывать. разряженный 9-11 вольт.
можно и меньше 9 разрядить, но аккумулятор быстро навернётся.
1
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
30.12.2018, 18:53

Заказываю контрольные, курсовые, дипломные и любые другие студенческие работы здесь или здесь.

Напряжение на конденсаторах(дорешать)
Привет всем =) Помогите пожалуйста вывести вот эти две формулы по задаче (эти формулы - ответ...

Напряженность электрического поля в конденсаторах.
Помогите решить задачу... Или хотя бы подскажите с чего начать)

Фильтрация на переключаемых супер конденсаторах.
Возник вопрос. Если по питанию сильные шумы, сработает ли такая идея: имеем два...

Как проходит ток в последовательных конденсаторах?
Здравствуйте. Начал изучение электроники практически с нуля. Читаю Свореня. Вот не могу понять...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2021, vBulletin Solutions, Inc.