ตัวเก็บประจุมีประจุกระแสเท่าไรเมื่อทำการชาร์จ

ฉันใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เพื่อลดความต้องการโหลดของโซลินอยด์ (การติดตั้งโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ / แบตเตอรี่โดยมีโซลินอยด์เตะในสองสามครั้งต่อวัน) บางคนกล่าวว่าถ้าฉันใช้ตัวเก็บประจุที่มีขนาดใหญ่พอฉันต้องใส่ตัวต้านทานเป็นชุดเพื่อลดการ "โหลด capacitive" (คำที่ฉันค้นพบในภายหลังมีน้อยที่จะทำกับสถานการณ์นี้)

ดังนั้นในปัจจุบันเท่าใด (ในทางทฤษฎี) แคปอิเล็กโทรไลต์ขนาด 3300 ยูเอฟดึงในวงจร 12V เมื่อพลังงานครั้งแรก? (ฉันตระหนักว่ามูลค่าลดลงเมื่อเวลาผ่านไปตามค่าใช้จ่ายที่กำหนด)

capacitor current

— kolosy
แหล่งที่มา

มันมี 2 องค์ประกอบเมื่อเปิดใช้งานครั้งแรกกระแสการไหลเข้าที่มีอยู่ซึ่งขึ้นอยู่กับ ESR ของฝาของคุณและ dV / dT ของการเปิด หลังจากเหตุการณ์ชั่วคราวตัวเก็บประจุจะประจุช้า เวลาในการชาร์จจะเป็น RC ตัวต้านทานซีรีย์ที่คุณจะต้องใช้ kepp โดยขึ้นอยู่กับว่ามันจะแตกต่างกันไป เราสามารถสมมติเวลา 5RC เพื่อชาร์จตัวเก็บประจุได้อย่างสมบูรณ์ เท่าที่ฉันรู้ Q = CV เป็นเพียงประจุที่สำคัญกระแสแตกต่างกันตามตัวต้านทานอนุกรมของคุณเริ่มแรกเนื่องจากตัวเก็บประจุอนุมัติสถานะประจุสมบูรณ์กระแสลดลงอย่างช้าๆเมื่อตัวเก็บประจุประจุสมบูรณ์กระแสจะเป็นศูนย์ Charge mate

— user19579

กระแสเมื่อทำการชาร์จตัวเก็บประจุไม่ได้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (เช่นเดียวกับโหลดตัวต้านทาน); แต่จะขึ้นอยู่กับอัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไปหรือΔV / Δt (หรือ dV / dt)

สูตรในการค้นหากระแสขณะชาร์จตัวเก็บประจุคือ:

ผม = ค \frac{d V}{d เสื้อ}

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

ปัญหาคือสิ่งนี้ไม่ได้คำนึงถึงความต้านทานภายใน (หรือตัวต้านทาน จำกัด กระแสในอนุกรมถ้าคุณรวมหนึ่งตัว) หรือถ้าตัวเก็บประจุมีประจุอยู่แล้ว

คุณต้องคำนึงถึงค่าใช้จ่ายที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องที่ใช้กับตัวเก็บประจุ ในคำอื่น ๆ ที่จุดเริ่มต้นดูเหมือนว่าไฟฟ้าลัดวงจรของคุณ (ยกเว้นความต้านทานอีกครั้ง) ดังนั้นอะไรก็ตามที่กระแสไฟสูงสุดของคุณสามารถจัดการได้ก็คือกระแสไฟฟ้าสูงสุดเชิงทฤษฎี ในขณะที่ตัวเก็บประจุชาร์จประจุกระแสไฟฟ้านี้จะลดลงแบบทวีคูณจนกระทั่งตัวเก็บประจุถึงประจุสูงสุด Q

สูตรสำหรับสิ่งนี้คือ:

ผม = \frac{V_{ข}}{R} {อี}^{- เสื้อ / R ค}

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

โดยที่คือแรงดันไฟฟ้าแหล่งที่มา R คือความต้านทานtคือเวลาและ RC คือค่าคงที่ของเวลา (ผลิตภัณฑ์ของความต้านทานและความจุ) $V_b$

สมมติว่าคุณไม่ได้ใช้ตัวต้านทาน จำกัด กระแสและแหล่งจ่ายไฟของคุณมีความต้านทานภายในที่4Ω:

ผม = \frac{12}{4} {อี}^{- 0 / 0.0132}

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

ณ เวลา 0 วินาทีปัจจุบันคือ 3A ถ้าเราคิดหา 1 ms ในภายหลัง:

ผม = \frac{12}{4} {อี}^{- 0.001 / 0.0132}

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

ปัจจุบันคือ ~ 1 A

ดังนั้นใช้เวลานานแค่ไหนในการชาร์จตัวเก็บประจุ? หากคุณใช้ค่าคงที่เวลา RC (ค่า 0.0132 ในเลขชี้กำลัง) เป็นค่าในไม่กี่วินาทีมีกฎง่ายๆที่ตัวเก็บประจุจะถูกเรียกเก็บเงินใน 5 เท่าของระยะเวลานี้:

5 \cdot 0.0132 = 0.066 s

$5\cdot0.0132 = 0.066s$

ปัจจุบัน (หรือปัจจุบันบางส่วนในช่วงระยะเวลานี้) จะเรียกว่าการไหลเข้าปัจจุบัน คุณอาจต้องการลดขนาดโดยเพิ่มตัวต้านทานกระแสไฟฟ้า จำกัด แบบอนุกรมเพื่อป้องกันแหล่งจ่ายไฟของคุณ

— JYelton
แหล่งที่มา

สิ่งนี้มีประโยชน์ขอบคุณ ฉันจะปรับขนาดตัวต้านทานได้อย่างไร ฉันควรใช้สูตร I = 12 / R e ^ (- t / RC) และเลือกกระแสเป้าหมายหรือไม่

— kolosy

คุณต้องการเลือกค่าที่ทำให้ขีด จำกัด บนของกระแสเริ่มต้นบางอย่างวงจรและแหล่งจ่ายไฟของคุณสามารถจัดการได้อย่างปลอดภัย มีวิธีอื่นในการ จำกัด การไหลเข้าปัจจุบันซึ่งบางวิธีอาจใช้หรือไม่ใช้กับอุปกรณ์ของคุณ ดูรอบ ๆ ไซต์ที่นี่มีคำถามสองสามข้อเกี่ยวกับเรื่องนั้น

— JYelton

กระแสเริ่มต้นคือ Vb / R โดยที่ Vb เป็นแรงดันไฟฟ้าและ R คือความต้านทานอนุกรม (รวมถึง ESR ของตัวเก็บประจุซึ่งโดยทั่วไปจะมีขนาดเล็ก) เมื่อใดก็ตามที่กำหนดกระแสไฟฟ้าทันทีจะถูกกำหนดโดย (Vb - Vc) / R โดยที่ Vb และ R อยู่ด้านบนและ Vc เป็นแรงดันไฟฟ้าที่ประจุไว้แล้วบนตัวเก็บประจุ เพื่อให้ได้เรื่องราวที่สมบูรณ์คุณต้องแก้สมการเชิงอนุพันธ์ซึ่งเป็นที่มาของปัจจัยเอ็กซ์โปเนนเชียล

— John R. Strohm

@ John ขอบคุณสำหรับการชี้แจงฉันจะแก้ไขตาม

— JYelton

@MisforMary ฉันแนะนำให้โพสต์คำถามใหม่และอ้างอิงคำถามนี้ จากนั้นคุณสามารถให้รายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการวัดและคำนวณ มันจะช่วยได้มากกว่าการแลกเปลี่ยนความคิดเห็นที่นี่ :)

— JYelton