Condensateur connecté directement avec la batterie

Cela peut être une question stupide / débutant, mais j'ai du mal à comprendre ce qui se passe exactement lorsque nous connectons un vrai condensateur directement avec une batterie.

À ma connaissance, théoriquement, lorsqu'un condensateur non chargé est connecté directement à une batterie de, disons, 9 volts, le condensateur sera instantanément chargé et sa tension deviendra également 9V. Cela se produira car il n'y a pas de résistance entre le condensateur et la batterie, donc la variation du courant dans le temps sera infinie. Évidemment, cela est vrai lorsque l'on parle de composants idéaux et de circuits non réalistes.

Je pensais que le faire dans la vraie vie provoquerait des étincelles, des composants endommagés, des explosions, etc. Cependant, j'ai vu quelques vidéos et les gens connectent généralement les batteries directement aux condensateurs. De plus, le courant qui circule de la batterie au condensateur est en quelque sorte de faible ampleur, car il faut un temps considérable pour que le condensateur ait la même tension que la batterie.

Je voudrais savoir pourquoi cela se produit, merci.

Voici un exemple du circuit dont j'ai parlé:

La batterie et le condensateur ont une résistance interne.

Votre condensateur ressemble un peu à ceci à l'intérieur:

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Bien sûr, je ne connais pas votre condensateur, donc je ne connais pas la résistance interne exacte, mais 3Ohm sera une approximation assez proche.

La même chose se produit dans votre batterie, donc en fait vous faites ceci:

^{simuler ce circuit}

Alors maintenant, pour un tout petit laps de temps, le courant sera maximum, mais il n'est que d'environ 0,9 A

Bien sûr, lorsque vous mettez un condensateur sur une batterie comme celle-ci, vous n'obtiendrez pas un bon contact, il y aura donc également une résistance supplémentaire, il pourrait donc même être de 0,7 A.

La raison pour laquelle cela prend maintenant du temps, c'est que lorsque le condensateur se charge, la tension aux bornes des résistances diminue, de sorte que le courant diminue également, de sorte que la tension sur le condensateur augmentera plus lentement, et ainsi de suite, etc. approchez la tension de la batterie de plus en plus lentement.

Plus les résistances ou les condensateurs sont grands, plus cela prendra de temps.

Le moment où il est à 67% peut être calculé par R * C.

Donc dans l'exemple qui est: t (67%) = R * C = 10 * 220u = 2,2 ms.

Mais si le condensateur est de 22000 uF (= 22 mF), le temps RC, comme on l'appelle, sera de 220 ms, ou 0,22 s pour qu'il se charge avec une résistance totale de 10 Ohm. Mais avec un condensateur de cette taille, il pourrait également avoir une résistance légèrement plus élevée, ce qui le rendra encore plus lent.

Et puis c'est seulement à 67%. Les 30% suivants prendront beaucoup plus de temps.

Note éditée; augmenté la résistance de la batte 9V selon le commentaire de Nick.

Les vraies batteries et condensateurs ont une résistance interne qui agira pour réduire le courant de charge du condensateur. Cela empêchera la mort et la destruction que vous attendiez. :-)

En tout cas, il est difficile de voir une étincelle produite avec 9 volts ...

En plus de la réponse utile d'Asmyldofs, il convient de noter que même si tous les conducteurs étaient supraconducteurs avec une résistance nulle, le courant initial ne serait pas infini et le courant tomberait à zéro .

Pourquoi pas un courant infini? Comme il y a une boucle de courant, le circuit aura une certaine inductance. Ainsi, le courant augmentera initialement à un taux de Vbatt / L. La tension aux bornes du condensateur dépassera Vbatt à près du double de cette valeur, puis s'inversera, donnant une sinusoïde amortie centrée sur Vbatt.

Pourquoi amorti? Nous générons un champ magnétique variant dans le temps. Voilà comment créer une onde (radio) électromagnétique. La puissance dans le champ rayonné fera disparaître l'oscillation du courant.

Comme vous le dites, ce n'est qu'en «théorie» que nous pouvons obtenir des résultats «idéaux».
En utilisant des sources d'alimentation et des condensateurs réalistes , on obtient des résultats non idéaux . En effet, les composants réels ont une résistance, une inductance et une capacité "supplémentaires".
Bien que l'on ne puisse jamais obtenir des résultats idéaux, en gardant les composants "supplémentaires" aussi petits que possible, nous pouvons obtenir des résultats "proches" de l'idéal.
Dans votre cas particulier, la raison pour laquelle il n'y a pas eu d '«effets dramatiques» est que la batterie et le condensateur ont une résistance interne . Par conséquent, le condensateur ne se charge pas instantanément jusqu'à la tension de la batterie. Il se rechargera "lentement" à la "normale"
Pour résumer, la raison pour laquelle les condensateurs prennent du temps à se recharger est la résistance interne .