Combien de courant un condensateur consomme-t-il lors de la charge?

J'utilise un grand condensateur pour amortir les exigences de charge d'un solénoïde (configuration solaire / à batterie, avec solénoïde qui se déclenche plusieurs fois par jour). Quelqu'un a mentionné que si j'utilisais un condensateur suffisamment grand, je devais mettre une résistance en série pour modérer la "charge capacitive" (un terme que j'ai découvert plus tard n'a pas grand-chose à voir avec cette situation).

Donc - combien de courant (théoriquement) un capuchon électrolytique 3300uF attire-t-il dans un circuit 12V lorsqu'il est alimenté pour la première fois? (Je me rends compte que la valeur diminue avec le temps à mesure que le plafond se charge.)

capacitor current

— kolosy
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Il a 2 composants, lorsqu'il est initialement allumé, il existe un courant d'appel, qui dépend de l'ESR de votre capuchon et du dV / dT de l'activation. après cet événement transitoire, le condensateur se charge lentement. La constante de temps de charge sera RC, la résistance de série que vous utiliserez en fonction de cela variera. nous pouvons supposer un temps de 5RC pour charger complètement le condensateur. pour autant que je sache, Q = CV, seule la charge est importante, le courant varie en fonction de la résistance de votre série au départ, lorsque le condensateur approche de l'état complètement chargé, le courant diminue lentement, lorsque le condensateur se charge complètement, le courant sera nul. Charge mate

— user19579

Le courant lors de la charge d'un condensateur n'est pas basé sur la tension (comme avec une charge résistive); il est plutôt basé sur le taux de variation de la tension dans le temps, ou ΔV / Δt (ou dV / dt).

La formule pour trouver le courant pendant la charge d'un condensateur est la suivante:

je = C \frac{ré V}{ré t}

$I = C\frac{dV}{dt}$

Le problème est que cela ne prend pas en compte la résistance interne (ou une résistance de limitation de courant série si vous en incluez une) ou si le condensateur a déjà une certaine charge.

Vous devez tenir compte de la charge en constante évolution appliquée au condensateur. En d'autres termes, au tout début, cela ressemble à un court-circuit vers votre alimentation (sauf résistance, encore une fois). Ainsi, quel que soit le courant maximum que votre alimentation puisse supporter, c'est le courant maximum théorique. Lorsque le condensateur se charge, ce courant diminue de façon exponentielle, jusqu'à ce que le condensateur atteigne la charge maximale Q.

La formule pour cela est:

je = \frac{V_{b}}{R} e^{- t / R C}

$I = \frac{V_b}{R}e^{-t/RC}$

Où est la tension source, R est la résistance, t est le temps et RC est la constante de temps (produit de la résistance et de la capacité). $V_b$

Disons que vous n'utilisez pas de résistance de limitation de courant et que votre alimentation a une résistance interne de 4Ω:

je = \frac{12}{4} e^{- 0 / 0,0132}

$I = \frac{12}{4}e^{-0/0.0132}$

Au temps 0 s, le courant est de 3A. Si nous supposons, disons, 1 ms plus tard:

je = \frac{12}{4} e^{- 0,001 / 0,0132}

$I = \frac{12}{4}e^{-0.001/0.0132}$

Le courant est maintenant d'environ 1 A.

Alors, combien de temps faut-il pour charger le condensateur? Si vous prenez la constante de temps, RC (le 0,0132 dans l'exposant) comme valeur en secondes , il y a une règle de base qu'un condensateur sera chargé en 5 fois cette durée:

5 \cdot 0,0132 = 0,066 s

$5\cdot0.0132 = 0.066s$

Le courant initial (ou le courant pendant une partie de cette durée) est appelé courant d' appel . Vous voudrez peut-être le réduire en ajoutant une résistance de limitation de courant en série pour protéger votre alimentation.

— JYelton
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c'est utile, merci. comment dimensionner la résistance? dois-je simplement utiliser la formule I = 12 / R e ^ (- t / RC) et choisir un courant cible?

— kolosy

Vous voudriez choisir une valeur qui met une limite supérieure au courant initial , quelque chose que votre circuit et votre alimentation peuvent gérer en toute sécurité. Il existe d'autres moyens de limiter le courant d'appel, dont certains peuvent s'appliquer ou non à votre appareil. Regardez autour de vous sur le site ici, il y a quelques questions à ce sujet.

— JYelton

Le courant INITIAL est Vb / R, où Vb est la tension d'alimentation et R est la résistance série (y compris l'ESR du condensateur, qui sera généralement faible). À tout instant donné, le courant instantané est donné par (Vb - Vc) / R, où Vb et R sont comme ci-dessus, et Vc est la tension déjà chargée sur le condensateur. Pour obtenir l'histoire complète, vous devez résoudre l'équation différentielle, d'où vient le facteur exponentiel.

— John R. Strohm

@John Merci pour la clarification, je vais modifier en conséquence.

— JYelton

@MisforMary Je recommande de poster une nouvelle question et de référencer celle-ci. Ensuite, vous pouvez fournir des détails sur la façon dont vous mesurez et calculez. Il serait plus susceptible d'aider qu'un échange de commentaires ici. :)

— JYelton