Comment puis-je construire mon propre condensateur?

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Je veux construire mon propre condensateur, principalement comme une expérience dans différentes configurations et orientations de plaques, afin de mieux comprendre la théorie des champs. (En d'autres termes, je joue et je ne cherche pas une solution standard. La construction de celle-ci est la moitié du point.) J'ai construit de petites unités de PCB de l'ordre de quelques nanofarads. J'aimerais construire quelque chose de plus grand, de l'ordre de 5 à 10 uF, ce qui semble rendre les PCB peu pratiques. Je veux également que le capuchon ne soit pas polarisé, afin que je puisse faire passer AC à travers.

Je pense que j'ai besoin de quelques rouleaux de papier d'aluminium, d'un rouleau d'isolant et d'un moyen d'attacher les conducteurs au papier d'aluminium. Mais avant de me rendre à Wal-Mart et d'acheter toute leur feuille d'aluminium, je voulais demander: qu'est-ce qui pourrait me manquer? Existe-t-il des techniques standard pour la fabrication manuelle de condensateurs? Y a-t-il des matériaux particuliers que je devrais utiliser (ou éviter)?

capacitor

— Stephen Collings
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Vous devez d'abord faire quelques calculs de base. La formule de capacité est

C = ϵ_{R} ϵ_{0} \frac{UNE}{ré}

$C = \epsilon_R \epsilon_0 \frac{A}{d}$

Supposons que vous souhaitiez utiliser du papier ciré de 1 mil (25,4 µm) comme diélectrique. Notez que cela déterminera la tension nominale de votre condensateur. La rigidité diélectrique du papier ciré est d'environ 35-40 MV / m, cela vous donnera donc un condensateur qui peut théoriquement gérer près d'un kilovolt, mais soyez prudent dans la façon dont vous l'utilisez!

La permittivité relative du papier ciré est d'environ 3,7, la permittivité de l'espace libre est de 8,854e-12 F / m. Résolvez la zone requise:

UNE = \frac{C \cdot ré}{ϵ_{R} ϵ_{0}}

$A = \frac{C \cdot d}{\epsilon_R \epsilon_0}$

UNE = \frac{5 μ F \cdot 25,4 \cdot μ m}{3.7 \cdot 8.854 \cdot {dix}^{- 12} F / m} = 3.8767 m^{2}

$A = \frac{5 \mu F \cdot 25.4 \cdot \mu m}{3.7 \cdot 8.854 \cdot 10^{-12} F/m} = 3.8767 m^2$

Si vous obtenez du papier d'aluminium et du papier ciré d'environ 12 "(30 cm) de large, vous pouvez probablement obtenir un chevauchement de, disons, 25 cm, ce qui signifie que vous aurez besoin d'une longueur d'environ 15,5 m pour obtenir la zone dont vous avez besoin .

Si vous enroulez ensuite votre condensateur (en utilisant une deuxième couche de papier ciré), la capacité sera doublée, soit environ 10 µF. De toute évidence, ce sera physiquement assez grand, sur un pied de long et plusieurs pouces de diamètre.

— Dave Tweed
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Vous pourriez obtenir de meilleurs résultats en utilisant une pellicule plastique comme diélectrique au lieu du papier ciré. 1 mil est assez mince pour du papier ciré, mais pas pour une pellicule plastique. Je ne sais pas quelle est la permittivité, mais probablement plus que du papier ciré.

— Olin Lathrop

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Le film alimentaire domestique (par exemple, "Saran wrap" ou "Glad wrap") a généralement une épaisseur de 0,5 mil (12,5 um) et est fabriqué à partir de PVC. Le PVC a une rigidité diélectrique d'environ 40 MV / m et une constante diélectrique d'environ 4,5. Cela vous donnerait un condensateur qui a besoin d'environ la moitié de la surface, mais il aurait la moitié de la tension nominale.

— Dave Tweed

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ϵ_{R}

$\epsilon_R$

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Selon la marque et la gamme de produits, les emballages en plastique sont souvent en LDPE maintenant.

— Phil

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@Phil +1 a confirmé que Glad Wrap est en polyéthylène. thecloroxcompany.com/downloads/msds/glad/gladwrap.pdf

— Spehro Pefhany

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Bienvenue dans le monde de la construction de condensateurs. J'ai construit pas mal de condensateurs de type empilé au type enroulé. La seule chose est que je les construis pour le CA haute tension (4kVAC à 15kVAC). Je ne rentre pas dans les détails de la physique ou de l'ESR etc ...

Le meilleur rapport qualité-prix de tous les matériaux éprouvés est le polyéthylène basse densité (LDPE), ce qui semble très technique jusqu'à ce que vous réalisiez qu'il s'agit essentiellement des mêmes éléments que ceux utilisés dans les sacs de congélation refermables. Si vous n'êtes toujours pas sûr, dirigez-vous vers n'importe quel service de cuisine et recherchez le sac en plastique refermable, le LDPE est assez extensible. ceux utilisés pour les poubelles et les poubelles contiennent beaucoup de contaminants provenant de produits recyclés, alors essayez de les éviter. Habituellement, les rouleaux de tapis (oui, tapis) sont emballés dans une longue pellicule / tube en plastique. Ils sont également en LDPE. Essayez d'éviter le polyéthylène haute densité (HDPE) car ils ont tendance à se déchirer plus facilement. Le HDPE est également le même produit que celui utilisé dans les sacs de transport en plastique des supermarchés.

Si vous voulez dépenser de l'argent, vous pouvez essayer d'acheter des rouleaux de poplypropylène (PP) auprès d'un fleuriste, mais ils sont assez chers. Je n'ai aucune expérience à ce sujet car je construis un condensateur géant à haute tension à de minuscules microfarads (0,01 à 0,2 uF) et PP ne serait pas rentable.

Plus le diélectrique est épais, plus la tension à laquelle il résistera sera élevée et plus il sera faible, mais pour 240VAC, je pense que vous pouvez vous en sortir avec des trucs minces, je n'ai pas la liste de la tension de claquage diélectrique sous la main en ce moment, essayez googler pour ça.

Quelques informations: http://www.richieburnett.co.uk/parts.html http://deepfriedneon.com/tesla_cap1.html

La bobine de Tesla est dangereuse mais amusante en même temps.

— Homme Tesla
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Si le but de l'exercice est d'expérimenter des configurations mathématiquement exploitables pour vous , le plus simple est probablement d'avoir deux grandes plaques métalliques circulaires très plates, dans l'air, solidement ancrées à une distance fixe (utilisez des entretoises autour du périmètre) qui est réglable et ne court-circuite pas. Les disques recouverts d'une feuille peuvent également fonctionner (vous devrez peut-être coller la feuille). Vous pouvez déterminer les capacités que vous devez attendre d'un appareil de taille raisonnable et ajuster votre circuit à partir de cela. Envisagez-vous de coller des sondes entre les plaques pour mesurer les champs, les tensions ou quoi que ce soit?

De là, vous pouvez essayer différentes séparations, différentes formes (carrées, rectangulaires, etc.), des décalages latéraux, mettre différents diélectriques entre les plaques et ainsi de suite. Je suggère de s'en tenir à des tensions raisonnablement basses. Ensuite, vous pouvez essayer des conceptions enroulées. Je ne sais pas comment les plaques entrelacées résultantes se comporteront différemment d'une grande paire de plaques. Rappelez-vous les anciens condensateurs variables des tuners radio? Amusez-vous (et restez en sécurité)!

— Phil Perry
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Essayez du papier imprégné de cire d'abeille - vous pouvez les vendre plus tard pour beaucoup d'argent à audiofools.

— Szymon Bęczkowski

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Pour l'ordre de 5 à 10 uF, vous aurez besoin de condensateurs de type électrolytique. Vérifiez par exemple http://www.youtube.com/watch?v=LXf3SUQ8F5g

— Wouter van Ooijen
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Je n'ai pas précisé, je veux une casquette non polarisée. Ma faute.

— Stephen Collings

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Vous pouvez aller à la vieille école avec un pot de Leyde simple

— Étranger voyageur
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Avez-vous remarqué la partie du PO où il a spécifié 5 à 10 uF?

— WhatRoughBeast

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@WhatRoughBeast Non, je suppose qu'il devra trouver un GRAND pot pour le faire de cette façon.

— Wayfaring Stranger

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Selon wikipedia, un pot de Leyde d'environ 0,5 litre aura 1nF. Il vous suffit donc d'en connecter 5000 pour atteindre 5µF.

— SpiderPig