Un condensateur connecté directement à une batterie consomme-t-il de l'énergie?

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Dans cet exemple

schématique

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

Après la charge initiale du capuchon à 3 V, le courant est bloqué, mais au fil du temps, consomme-t-il de l'énergie des batteries? Est-ce sûr à faire?

batteries capacitor current

— Miguel Pynto
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Je pensais que vous posiez une autre question (connexe) ... dans ce circuit, l'énergie fournie par la batterie (théoriquement) est CV mais l'énergie stockée dans le condensateur n'est que la moitié de cela. Le reste de l'énergie disparaît sous forme de chaleur dans la batterie et de rayonnement EM. Donc, même théoriquement, un condensateur idéal gaspille également de l'énergie.

— Kartik

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Le courant de fuite videra la batterie, probablement pas de manière significative par rapport à l'autodécharge interne de la batterie.

Un électrolytique en aluminium peut fuir 100 nA à long terme, ce qui n'est pas beaucoup par rapport à l'autodécharge, même d'une pile bouton. Le maximum garanti d'un e-cap typique de cette taille est de 0,002 CV ou 400 nA (selon la valeur la plus élevée) après 3 minutes. La plupart des parties battront cela de manière significative. Certaines pièces SMD ne sont pas aussi bonnes.

Votre deuxième question était de savoir si c'était sûr à faire. En règle générale, oui, mais il existe presque toujours des exceptions en ingénierie. Si votre batterie 3V a une grande capacité de courant (peut-être une cellule Li 18650 non protégée) et que votre condensateur est quelque chose comme un condensateur au tantale de 6,3 V, il y a un risque important d'un événement d'allumage lors de la connexion du condensateur à la batterie (prise de vue avec des flammes dehors, une lumière vive et des fumées nocives). Le risque peut être considérablement réduit en ajoutant une résistance en série de quelques dizaines d'ohms.

— Spehro Pefhany
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"Le maximum garanti d'un e-cap typique de cette taille est de 0,002CV ou 400nA (selon la valeur la plus élevée) après 3 minutes": intéressant, quelle est votre source?

— Monsieur Mystère du

Fiches techniques des condensateurs, par ex. Nichicon.

— Spehro Pefhany

@SpehroPefhany Vous souvenez-vous de quelle série? Je ne le demande que parce qu'il y a peu de temps, je cherchais un électrolytique à faible fuite et le meilleur que j'ai pu trouver était 0,01 CV ou 3 uA (selon la valeur la plus élevée).

— bitshift

@bitshift Essayez la série UKL , disponible en petites quantités chez Mouser. 0,002CV ou 200nA. Mais de nombreux fabricants ont des types de fuite faibles dans leur portefeuille car ils sont assez populaires en Asie, juste plus difficiles à trouver dans la distribution. Certaines lignes de pièces ordinaires fonctionnent plutôt bien (sans les garanties), mais certaines pièces plus grandes à ESR plus élevé ont tendance à être moins étanches pour quelque raison que ce soit.

— Spehro Pefhany

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En régime permanent (après une longue période), un condensateur idéal ne tire pas de courant significatif d'une batterie. Un vrai condensateur attirera un petit courant de fuite. La quantité de courant de fuite dépendra du type de condensateur, les électrolytes auront une fuite plus élevée que les films et les céramiques.

— John D
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Un "condensateur idéal" se charge instantanément à partir d'une batterie idéale (avec un câblage à inductance zéro idéal), dans un pic de courant infini. Je suppose que vous parlez d'une vraie batterie avec une résistance interne non nulle et de la constante de temps RC pour que le courant tombe à zéro.

— Peter Cordes du

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@PeterCordes vous avez raison, je considérais un condensateur idéal mais une vraie batterie et un véritable câblage, auquel cas le courant commence à grande et diminue de façon exponentielle à zéro. Mais s'ils sont tous les deux idéaux comme vous le faites remarquer, vous obtiendrez une impulsion de courant et le plafond se chargera instantanément.

— John D

Oui, je voulais dire "constante de temps RC pour que le courant tombe à zéro", pas "à zéro". C'est ce que j'obtiens pour la pioche: P

— Peter Cordes

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Un condensateur idéal serait un circuit ouvert à CC, donc aucun courant ne circulerait et aucune énergie ne serait consommée une fois le condensateur complètement chargé.

Cependant, les vrais condensateurs ont un petit courant de fuite, donc, dans la vraie vie, l'énergie serait consommée très lentement par la batterie après la charge initiale.

— Peter Bennett
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Vous devriez vérifier quelque chose appelé "résistance d'isolement"

Je cite Murata:

La résistance d'isolement d'un condensateur céramique monolithique représente le rapport entre la tension appliquée et le courant de fuite après un temps défini (ex. 60 secondes) tout en appliquant une tension continue sans ondulation entre les bornes du condensateur. Alors que la valeur théorique de la résistance d'isolement d'un condensateur est infinie, car il y a moins de flux de courant entre les électrodes isolées d'un condensateur réel, la valeur de résistance réelle est finie. Cette valeur de résistance est appelée "résistance d'isolement" et indiquée avec des unités telles que Meg Ohms [MΩ] et Ohm Farads [ΩF].

J'ai vérifié une fiche technique que j'avais (numéro de pièce: GRM32ER71H106KA12 ) pour un exemple pour approximer combien de fuite doit passer. Vérifiez l'image ci-dessous:

Pour bien comprendre le comportement du condensateur à l'état d'équilibre (comme pour connecter directement un condensateur à une batterie), je recommande fortement de lire l'article suivant: http://www.murata.com/support/faqs/products/capacitor/mlcc/ char / 0003

— fhlb
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Si la polarité de la batterie est inversée dans ce scénario, alors même un condensateur idéal consommera du courant pour changer sa polarité en accord avec la batterie. Mais dans ce cas, seul un condensateur réel pourra consommer de l'énergie en raison de l'effet de ressort, c'est-à-dire une fuite de charge des bords du condensateur. Cependant, cela dépendra du type de condensateur et du matériau utilisé pour fabriquer le condensateur.

— user363203
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