Làm thế nào tôi có thể xây dựng tụ điện của riêng tôi?

14

Tôi muốn xây dựng tụ điện của riêng mình, chủ yếu như một thử nghiệm trong các cấu hình và định hướng tấm khác nhau, vì vậy tôi có thể hiểu rõ hơn về lý thuyết trường. (Nói cách khác, tôi đang chơi và không tìm kiếm một giải pháp sẵn có. Tòa nhà của nó là một nửa điểm.) Tôi đã xây dựng các đơn vị PCB nhỏ theo thứ tự một vài nanofarad. Tôi muốn xây dựng một cái gì đó lớn hơn, theo thứ tự 5-10 uF, điều này dường như làm cho PCB không thực tế. Tôi cũng muốn nắp này không được phân cực, vì vậy tôi có thể chạy AC trên nó.

Tôi nghĩ rằng tôi cần một vài cuộn giấy bạc, một cuộn của một số chất cách điện và một số cách để gắn dây dẫn vào giấy bạc. Nhưng trước khi tôi đến Wal-Mart và mua tất cả các lá nhôm của họ, tôi muốn hỏi: tôi có thể thiếu gì? Có các kỹ thuật tiêu chuẩn cho các tụ điện xây dựng bằng tay? Có tài liệu cụ thể nào tôi nên sử dụng (hoặc tránh) không?

capacitor

— Stephen Collings
nguồn

15

Bạn cần làm một số tính toán cơ bản trước. Công thức tính điện dung là

C = ϵ_{R} ϵ_{0} \frac{A}{d}

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

Giả sử bạn muốn sử dụng giấy sáp 1 triệu (25,4 Pha) làm điện môi Lưu ý rằng điều này sẽ xác định định mức điện áp của tụ điện của bạn. Độ bền điện môi của giấy sáp là khoảng 35-40 MV / m, vì vậy điều này sẽ cung cấp cho bạn một tụ điện về mặt lý thuyết có thể xử lý gần một kilovolt, nhưng hãy thận trọng trong cách bạn sử dụng nó!

Độ thấm tương đối của giấy sáp là khoảng 3,7, độ thấm của không gian trống là 8,854e-12 F / m. Giải quyết cho các khu vực cần thiết:

A = \frac{C \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}

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

Nếu bạn có giấy nhôm và giấy sáp rộng khoảng 12 "(30 cm), bạn có thể có được một chồng chéo, giả sử, 25 cm, có nghĩa là bạn sẽ cần một chiều dài khoảng 15,5 m để có được diện tích bạn cần .

Sau đó, nếu bạn cuộn tụ điện của mình (sử dụng một lớp giấy sáp thứ hai), điện dung sẽ được nhân đôi, hoặc khoảng 10 trận đấu. Rõ ràng, cái này sẽ khá lớn về mặt vật lý, dài trên một feet và đường kính vài inch.

— Dave Tweed
nguồn

3

Bạn có thể nhận được kết quả tốt hơn bằng cách sử dụng bọc nhựa làm chất điện môi thay vì giấy sáp. 1 triệu là khá mỏng cho giấy sáp, nhưng không cho bọc nhựa. Tôi không biết tính thấm là gì, nhưng có lẽ nhiều hơn giấy sáp.

— Olin Lathrop

1

Màng bám hộ gia đình (ví dụ: "Saran quấn" hoặc "Glad quấn") thường dày 0,5 triệu (12,5 um) và được làm từ nhựa PVC. PVC có cường độ điện môi khoảng 40 MV / m và hằng số điện môi khoảng 4,5. Điều này sẽ cung cấp cho bạn một tụ điện cần khoảng một nửa diện tích, nhưng nó sẽ có một nửa đánh giá điện áp.

— Dave Tweed

2

@DaveTweed Saran bọc là PVDC, không phải PVC.

là khoảng 4, và sức mạnh điện môi khoảng 20mV / m.

ϵ_{R}

$\epsilon_R$

— Spehro Pefhany

5

Tùy thuộc vào thương hiệu và dòng sản phẩm bọc nhựa thường là LDPE bây giờ.

— Phil

3

@Phil +1 xác nhận Glad Wrap là polyetylen. thecloroxcompany.com/doads/msds/glad/gladwrap.pdf

— Spehro Pefhany

14

Chào mừng đến với thế giới của xây dựng tụ điện. Tôi đã xây dựng khá nhiều tụ điện từ xếp chồng sang loại cán. Điều duy nhất là tôi xây dựng chúng cho điện áp cao AC (4kVAC đến 15kVAC). Tôi sẽ không đi sâu vào chi tiết về vật lý hay ESR, v.v ....

Loại bang tốt nhất cho tất cả các vật liệu đã được thử nghiệm và thử nghiệm là polyetylen mật độ thấp (LDPE), nghe có vẻ rất kỹ thuật cho đến khi bạn nhận ra rằng về cơ bản đó là cùng một thứ được sử dụng trong các túi cấp đông có thể khóa lại. Nếu bạn vẫn không chắc chắn, chỉ cần đi xuống bất kỳ bộ phận nhà bếp và tìm kiếm túi nhựa có thể khóa lại, LDPE khá co giãn. những thứ được sử dụng cho thùng rác và thùng rác có vô số chất gây ô nhiễm từ các vật liệu tái chế, vì vậy hãy cố gắng tránh chúng. Thông thường cuộn thảm (có, thảm) được đóng gói trong bọc / ống nhựa dài. Họ là LDPE. Cố gắng tránh polyetylen mật độ cao (HDPE) vì chúng có xu hướng dễ chín hơn. HDPE cũng là những thứ tương tự bình thường được sử dụng trong túi nhựa siêu thị.

Nếu bạn muốn vung một ít tiền mặt thì bạn có thể thử mua cuộn Poplyprop (PP) từ người bán hoa nhưng chúng khá đắt. Tôi không có kinh nghiệm về điều này khi tôi xây dựng tụ điện cao áp khổng lồ ở các microfarad nhỏ (0,01 đến 0,2uF) và PP sẽ không kinh tế.

Chất điện môi càng dày thì điện áp sẽ càng cao và uF sẽ càng nhỏ, nhưng với 240VAC, tôi nghĩ bạn có thể thoát khỏi những thứ mỏng, tôi không có danh sách điện áp sự cố điện môi trong tay ngay bây giờ, hãy thử googling cho nó.

Một số thông tin: http://www.richieburnett.co.uk/parts.html http://deepfriedneon.com/tesla_cap1.html

Cuộn Tesla là nguy hiểm nhưng funn cùng một lúc.

— Người đàn ông Tesla
nguồn

1

Nếu toàn bộ vấn đề của bài tập là thử nghiệm các cấu hình có thể dễ dàng toán học cho bạn , thì có lẽ đơn giản nhất là có hai tấm kim loại tròn lớn và rất phẳng, trong không khí, được neo chắc chắn ở một khoảng cách cố định (sử dụng các giá trị xung quanh chu vi) đó là điều chỉnh và sẽ không rút ngắn. Đĩa phủ lá cũng có thể hoạt động (bạn có thể cần phải dán giấy bạc xuống). Bạn có thể tìm ra công suất nào bạn nên mong đợi từ một thiết bị có kích thước hợp lý và điều chỉnh mạch của bạn từ đó. Bạn có kế hoạch dán đầu dò giữa các tấm để đo trường, điện áp hoặc bất cứ thứ gì không?

Từ đó, bạn có thể thử nhiều cách phân tách khác nhau, hình dạng khác nhau (hình vuông, hình chữ nhật, v.v.), độ lệch bên, đặt các điện môi khác nhau giữa các tấm và không có gì. Tôi sẽ đề nghị bám vào điện áp thấp hợp lý. Sau đó, bạn có thể thử thiết kế cuộn lên. Tôi không chắc làm thế nào các tấm xen kẽ kết quả sẽ hoạt động khác với một cặp tấm lớn. Ghi nhớ các tụ điện biến cũ từ bộ chỉnh đài? Hãy vui vẻ và an toàn)!

— Phil Perry
nguồn

4

Hãy thử giấy thấm sáp ong - bạn có thể bán chúng sau này để kiếm được nhiều tiền cho audiofools.

— Szymon Bęczkowski

0

Đối với thứ tự 5-10uF, bạn sẽ cần tụ điện loại điện phân. Kiểm tra ví dụ http://www.youtube.com/watch?v=LXf3SUQ8F5g

— Đồ trang sức van Ooijen
nguồn

Tôi đã không chỉ định, tôi muốn một nắp không phân cực. Lỗi của tôi.

— Stephen Collings

0

Bạn có thể đến trường cũ với một chiếc túi đơn giản

— Người lạ ơi
nguồn

Bạn có để ý phần OP trong khi anh ấy chỉ định 5 đến 10 uF không?

— WhatRoughBeast

1

@WhatRoughBeast Không, đoán rằng anh ta sẽ phải tìm một bình LỚN để làm theo cách này.

— Người lạ ơi

1

Theo wikipedia một bình leyden khoảng 0,5 lít sẽ có 1nF. Vì vậy, bạn chỉ cần kết nối 5000 trong số đó để có được 5 5FF.

— SpiderPig