ฉันจะสร้างตัวเก็บประจุของตัวเองได้อย่างไร

14

ฉันต้องการสร้างตัวเก็บประจุของตัวเองเป็นหลักเป็นการทดลองในการกำหนดค่าแผ่นและทิศทางที่แตกต่างกันดังนั้นฉันสามารถเข้าใจทฤษฎีสนาม (กล่าวอีกนัยหนึ่งฉันกำลังเล่นและไม่ได้มองหาทางออกแบบปิดชั้นวางของอาคารอยู่ครึ่งจุด) ฉันได้สร้างหน่วย PCB ขนาดเล็กตามคำสั่งของ nanofarads ไม่กี่ ฉันต้องการสร้างบางสิ่งบางอย่างที่มีขนาดใหญ่ขึ้นตามลำดับ 5-10 ยูเอฟซึ่งดูเหมือนว่าจะทำให้ PCBs ทำไม่ได้ ฉันต้องการให้ฝาปิดแบบไม่โพลาไรซ์ดังนั้นฉันจึงสามารถเรียกใช้ AC ได้

ฉันคิดว่าฉันต้องการฟอยล์สองม้วน, ม้วนฉนวนกันความร้อนบางส่วนและวิธีการติดตัวนำตัวนำกับฟอยล์ แต่ก่อนที่ฉันจะไปที่ Wal-Mart และซื้ออลูมิเนียมฟอยล์ทั้งหมดฉันอยากถามว่า: ฉันจะหายไปได้อย่างไร มีเทคนิคมาตรฐานสำหรับตัวเก็บประจุแบบสร้างด้วยมือหรือไม่? มีวัสดุพิเศษที่ฉันควรใช้ (หรือหลีกเลี่ยง) หรือไม่?

capacitor

— สตีเฟ่น Collings
แหล่งที่มา

15

คุณต้องทำการคำนวณพื้นฐานก่อน สูตรสำหรับความจุคือ

ค = ε_{R} ε_{0} \frac{A}{d}

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

สมมติว่าคุณต้องการใช้กระดาษแว็กซ์ขนาด 1-mil (25.4 µm) เป็นอิเล็กทริกโปรดทราบว่าสิ่งนี้จะกำหนดระดับแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุของคุณ ความต้านทานไดอิเล็กทริกของกระดาษแว็กซ์อยู่ที่ประมาณ 35-40 MV / m ดังนั้นสิ่งนี้จะให้ตัวเก็บประจุที่สามารถใช้งานได้เกือบหนึ่งกิโลโวลต์ในทางทฤษฎี แต่ควรระมัดระวังในการใช้งาน!

Permittivity ที่สัมพันธ์กันของกระดาษแว็กซ์มีค่าประมาณ 3.7, การอนุญาตของพื้นที่ว่างคือ 8.854e-12 F / m แก้ปัญหาสำหรับพื้นที่ที่ต้องการ:

A = \frac{ค \cdot d}{ε_{R} ε_{0}}

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

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

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

หากคุณได้อลูมิเนียมฟอยล์และกระดาษแว็กซ์ที่มีความกว้างประมาณ 12 "(30 ซม.) คุณอาจได้รับการทับซ้อนกันพูด 25 ซม. ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องมีความยาวประมาณ 15.5 เมตรเพื่อให้ได้พื้นที่ที่คุณต้องการ .

ถ้าคุณม้วนตัวเก็บประจุของคุณ (โดยใช้กระดาษแว็กซ์ชั้นที่สอง) ความจุจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าหรือประมาณ 10 µF เห็นได้ชัดว่านี่จะมีขนาดค่อนข้างใหญ่ยาวกว่าฟุตและมีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายนิ้ว

— เดฟทวีด
แหล่งที่มา

3

คุณอาจได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นโดยใช้แผ่นพลาสติกเป็นอิเล็กทริกแทนกระดาษแว็กซ์ 1 ล้านค่อนข้างบางสำหรับกระดาษแว็กซ์ แต่ไม่ใช่สำหรับห่อพลาสติก ฉันไม่รู้ว่าการอนุญาตคืออะไร แต่อาจจะมากกว่ากระดาษแว็กซ์

— Olin Lathrop

1

แผ่นฟิล์มสำหรับใช้ในครัวเรือน (เช่น "สราญห่อหุ้ม" หรือ "ห่อหุ้มดีใจ") มักหนา 0.5 มิล (12.5 um) และทำจากพีวีซี พีวีซีมีความเป็นฉนวนประมาณ 40 MV / m และค่าคงที่ไดอิเล็กทริกประมาณ 4.5 นี่จะให้ตัวเก็บประจุที่ต้องการประมาณครึ่งหนึ่งของพื้นที่ แต่จะมีอัตราแรงดันไฟฟ้าครึ่งหนึ่ง

— Dave Tweed

2

ϵ_{R}

$\epsilon_R$

5

ขึ้นอยู่กับยี่ห้อและสายผลิตภัณฑ์พลาสติกห่อมักจะ LDPE ในขณะนี้

— Phil

3

@Phil +1 ได้รับการยืนยัน Glad Wrap เป็นโพลีเอทิลีน thecloroxcompany.com/downloads/msds/glad/gladwrap.pdf

— Spehro Pefhany

14

ยินดีต้อนรับสู่โลกของการสร้างตัวเก็บประจุ ฉันได้สร้างตัวเก็บประจุจำนวนมากตั้งแต่แบบเรียงซ้อนจนถึงแบบม้วน สิ่งเดียวคือฉันสร้างพวกเขาสำหรับไฟฟ้าแรงสูง AC (4kVAC ถึง 15kVAC) ฉันจะไม่ลงรายละเอียดของวิชาฟิสิกส์หรือ ESR ฯลฯ ....

สิ่งที่ดีที่สุดสำหรับเหรียญของวัสดุที่ผ่านการทดสอบและทดสอบแล้วคือโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) ซึ่งฟังดูเป็นเรื่องเทคนิคจนคุณรู้ว่ามันเป็นสิ่งเดียวกับที่ใช้ในถุงแช่แข็งที่ปิดผนึกได้ หากคุณยังไม่แน่ใจเพียงมุ่งหน้าไปยังแผนกครัวและมองหาถุงพลาสติกที่ปิดผนึกได้ LDPE ค่อนข้างยืด สิ่งที่ใช้สำหรับถังขยะและถังขยะมีสารปนเปื้อนจำนวนมากจากวัตถุดิบรีไซเคิลดังนั้นพยายามหลีกเลี่ยง ปกติพรม (ใช่พรม) ม้วนมาในถุงพลาสติกยาวห่อ / หลอด พวกเขาเป็น LDPE เช่นกัน พยายามหลีกเลี่ยงโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) เนื่องจากมีแนวโน้มว่าจะฉีกง่ายขึ้น HDPE เป็นสิ่งเดียวกันกับที่ใช้ในถุงพลาสติกแบบซุปเปอร์มาร์เก็ต

ถ้าคุณต้องการสาดเงินสดคุณสามารถลองซื้อ Poplypropylene (PP) ม้วนจากร้านดอกไม้ แต่พวกเขาค่อนข้างแพง ฉันไม่มีประสบการณ์เกี่ยวกับเรื่องนี้ในขณะที่ฉันสร้างตัวเก็บประจุแรงดันสูงขนาดยักษ์ที่ microfarads ขนาดเล็ก (0.01 ถึง 0.2uF) และ PP จะไม่ประหยัด

ความหนาของไดอิเล็กตริกยิ่งแรงดันไฟฟ้าจะสูงขึ้นและ uF ที่เล็กลงก็จะเป็น แต่สำหรับ 240VAC ฉันคิดว่าคุณสามารถหนีไปกับบางสิ่งได้ฉันไม่ได้รายการแรงดันไฟฟ้าอิเล็กทริกในมือตอนนี้ลอง googling สำหรับมัน

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

ขดลวดเทสลาเป็นสิ่งที่อันตราย แต่ฟังค์ชันในเวลาเดียวกัน

— ผู้ชายเทสลา
แหล่งที่มา

1

หากการออกกำลังกายทั้งหมดคือการทดสอบด้วยการกำหนดค่าทางคณิตศาสตร์ที่เป็นไปได้ง่ายที่สุดสำหรับคุณอาจเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดคือการมีแผ่นโลหะทรงกลมขนาดใหญ่และแบนสองแผ่นในอากาศติดแน่นที่ระยะห่างคงที่ ที่ปรับได้และจะไม่สั้น แผ่นฟอยล์ที่หุ้มด้วยฟอยล์อาจใช้งานได้ (คุณอาจต้องใช้กาวฟอยล์ลง) คุณสามารถคำนวณความสามารถที่คุณคาดหวังได้จากเครื่องมือที่มีขนาดพอสมควรและปรับวงจรของคุณจากสิ่งนั้น คุณวางแผนที่จะติดโพรบระหว่างแผ่นเพื่อวัดฟิลด์แรงดันไฟฟ้าหรืออะไร?

จากตรงนั้นคุณสามารถลองแยกทางรูปร่างต่าง ๆ (สแควร์สี่เหลี่ยม ฯลฯ ) ออฟเซ็ตด้านข้างวางไดอิเล็กทริกที่แตกต่างกันระหว่างเพลตและ whatnot ฉันขอแนะนำให้ติดกับแรงดันไฟฟ้าต่ำพอสมควร จากนั้นคุณสามารถลองใช้การออกแบบรีด ฉันไม่แน่ใจว่าแผ่นinterleaved ที่เกิดขึ้นจะทำงานแตกต่างจากแผ่นใหญ่คู่หนึ่งได้อย่างไร จำตัวเก็บประจุแบบแปรผันเก่าจากเครื่องรับวิทยุหรือ ขอให้สนุก (และอยู่อย่างปลอดภัย)!

— Phil Perry
แหล่งที่มา

4

ลองใช้กระดาษที่มีส่วนผสมของขี้ผึ้ง - คุณสามารถขายได้ในภายหลังด้วยเงินจำนวนมากสำหรับหนังสือเสียง

— Szymon Bęczkowski

0

สำหรับคำสั่ง 5-10uF คุณจะต้องมีตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ ตรวจสอบตัวอย่างhttp://www.youtube.com/watch?v=LXf3SUQ8F5g

— Wouter van Ooijen
แหล่งที่มา

ฉันไม่ได้ระบุฉันต้องการฝาปิดแบบโพลาไรซ์ ความผิดฉันเอง.

— Stephen Collings

0

คุณสามารถไปโรงเรียนเก่ากับSimple Leyden Jar

— คนแปลกหน้า
แหล่งที่มา

คุณสังเกตเห็นชิ้นส่วนใน OP ที่เขาระบุ 5 ถึง 10 uF หรือไม่?

— WhatRoughBeast

1

@WhatRoughBeast Nope เดาว่าเขาจะต้องหาขวดใหญ่เพื่อที่จะทำแบบนี้

— คนแปลกหน้าการเดินทาง

1

ตามวิกิพีเดียขวด leyden ขนาดประมาณ 0.5 ลิตรจะมี 1nF ดังนั้นคุณจะต้องเชื่อมต่อ 5,000 จากนั้นถึง 5 getF

— SpiderPig