ตัวเก็บประจุเชื่อมต่อโดยตรงกับแบตเตอรี่

นี่อาจเป็นคำถามที่โง่ / ไม่ดี แต่ฉันมีปัญหาในการทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราเชื่อมต่อตัวเก็บประจุจริงกับแบตเตอรี่โดยตรง

ในความเข้าใจของฉันในทางทฤษฎีแล้วเมื่อตัวเก็บประจุที่ไม่มีประจุเชื่อมต่อโดยตรงกับแบตเตอรี่ของสมมติว่า 9 โวลต์ทันทีที่ตัวเก็บประจุจะถูกประจุและแรงดันของมันจะกลายเป็น 9V สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเพราะไม่มีตัวต้านทานระหว่างตัวเก็บประจุและแบตเตอรี่ดังนั้นความผันแปรของกระแสไฟฟ้าตามเวลาจะไม่มีที่สิ้นสุด เห็นได้ชัดว่านี่เป็นความจริงเมื่อพูดถึงส่วนประกอบในอุดมคติและวงจรที่ไม่สมจริง

ฉันคิดว่าการทำมันในชีวิตจริงจะทำให้เกิดประกายไฟส่วนประกอบที่เสียหายการระเบิดหรืออะไรก็ตาม อย่างไรก็ตามฉันเห็นวิดีโอและผู้คนมักเชื่อมต่อแบตเตอรี่กับตัวเก็บประจุโดยตรง นอกจากนี้กระแสที่ไหลจากแบตเตอรี่ไปยังตัวเก็บประจุจะมีขนาดต่ำเนื่องจากใช้เวลาพอสมควรในการทำให้ตัวเก็บประจุมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากับแบตเตอรี่

ฉันอยากจะรู้ว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้นขอบคุณ

นี่คือตัวอย่างของวงจรที่ฉันพูดถึง:

ทั้งแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุมีความต้านทานภายใน

ตัวเก็บประจุของคุณมีลักษณะเช่นนี้ด้านใน:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

แน่นอนฉันไม่รู้จักตัวเก็บประจุของคุณดังนั้นฉันจึงไม่ทราบความต้านทานภายในที่แน่นอน แต่ 3Ohm จะใกล้เคียงพอสมควร

สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นในแบตเตอรี่ของคุณดังนั้นในความเป็นจริงคุณกำลังทำสิ่งนี้:

^{จำลองวงจรนี้}

ดังนั้นในเวลาเพียงเล็กน้อยกระแสก็จะสูงสุด แต่เพียงประมาณ 0.9A

แน่นอนว่าเมื่อคุณใส่ตัวเก็บประจุลงในแบตเตอรี่คุณจะไม่สามารถสัมผัสได้มากดังนั้นจะมีความต้านทานเพิ่มขึ้นเช่นกันดังนั้นมันอาจจะเป็น 0.7A

เหตุผลที่ต้องใช้เวลาในขณะนี้คือเมื่อตัวเก็บประจุประจุแรงดันข้ามตัวต้านทานลดลงดังนั้นกระแสก็ลดลงเช่นกันดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุจะเพิ่มขึ้นช้าลงเรื่อย ๆ เป็นต้นดังนั้นจริง ๆ แล้วมันจะจริง เข้าใกล้แรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ช้าลงและช้าลง

ตัวต้านทานหรือตัวเก็บประจุที่ใหญ่ขึ้นจะใช้เวลามากขึ้น

ช่วงเวลาที่อยู่ที่ 67% สามารถคำนวณได้โดย R * C

ดังนั้นในตัวอย่างนั่นคือ: t (67%) = R * C = 10 * 220u = 2.2ms

แต่ถ้าตัวเก็บประจุเป็น 22000uF (= 22mF) ดังนั้น RC-time ตามที่เรียกว่าจะเป็น 220ms หรือ 0.22s เพื่อให้ประจุด้วยความต้านทานรวม 10Ohm แต่ด้วยตัวเก็บประจุขนาดนั้นก็อาจมีความต้านทานสูงขึ้นเล็กน้อยดังนั้นมันจะทำให้ช้าลง

แล้วเหลือเพียง 67% 30% ถัดไปจะใช้เวลามากขึ้น

แก้ไข: หมายเหตุ; เพิ่มความต้านทานค้างคาว 9V ตามความคิดเห็นของ Nick

แบตเตอรี่และตัวเก็บประจุจริงมีความต้านทานภายในซึ่งจะทำหน้าที่ลดกระแสประจุของตัวเก็บประจุ สิ่งนี้จะป้องกันความตายและการทำลายล้างที่คุณคาดหวัง :-)

ไม่ว่าในกรณีใดมันเป็นเรื่องยากที่จะเห็นประกายไฟที่ผลิตด้วยโวลต์ 9 ...

นอกเหนือจากคำตอบที่เป็นประโยชน์ของ Asmyldof แล้วมันก็คุ้มค่าที่จะสังเกตว่าแม้ว่าตัวนำทั้งหมดจะถูกยิ่งยวดโดยมีค่าความต้านทานเป็นศูนย์ แต่กระแสไฟฟ้าเริ่มต้นจะไม่สิ้นสุดและกระแสจะสลายตัวเป็นศูนย์แม้ว่าตัวนำทั้งหมดถูกยิ่งยวดที่มีความต้านทานเป็นศูนย์ในปัจจุบันเริ่มต้นจะไม่เป็นอนันต์และปัจจุบันจะสลายตัวไปที่ศูนย์

ทำไมถึงไม่มีที่สิ้นสุดในปัจจุบัน? เนื่องจากมีวงจรกระแสจะมีการเหนี่ยวนำบางอย่าง ดังนั้นปัจจุบันจะเริ่มขึ้นในอัตรา Vbatt / L แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุจะยิง Vbatt ที่ผ่านมาถึงเกือบสองเท่าของค่านั้นจากนั้นจึงย้อนกลับ

ทำไมต้องอับชื้น เรากำลังสร้างสนามแม่เหล็กที่แปรผันตามเวลา นั่นคือวิธีการสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (วิทยุ) พลังงานในสนามรังสีจะทำให้กระแสไฟฟ้าสั่นคลอนออกมา

อย่างที่คุณพูดมีเพียงใน "ทฤษฎี" เท่านั้นที่เราจะได้รับผลลัพธ์ "อุดมคติ"
การใช้แหล่งพลังงานและตัวเก็บประจุที่เหมือนจริงทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ไม่เหมาะ นี่เป็นเพราะส่วนประกอบที่แท้จริงมีความต้านทาน "เพิ่มเติม" การเหนี่ยวนำและความจุ
แม้ว่าเราจะไม่สามารถได้ผลลัพธ์ที่สมบูรณ์แบบได้โดยการทำให้ส่วนประกอบ "เพิ่มเติม" มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่เราสามารถรับผลลัพธ์ที่ "ใกล้" เป็นอุดมคติ
ในกรณีเฉพาะของคุณเหตุผลที่ไม่มี "ผลกระทบที่น่าทึ่ง" คือแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุมีความต้านทานภายใน ดังนั้นตัวเก็บประจุจะไม่ชาร์จประจุแรงดันแบตเตอรี่ทันที มันจะ "ชาร" ในการชาร์จที่ "ปกติ"
เพื่อสรุปเหตุผลว่าทำไมตัวเก็บประจุใช้เวลาในการเรียกเก็บค่าเป็น - ความต้านทานภายใน