Một tụ điện rút ra bao nhiêu khi sạc?

Tôi đang sử dụng một tụ điện lớn để đáp ứng yêu cầu tải của một điện từ (thiết lập hoạt động bằng năng lượng mặt trời / pin, với việc khởi động điện từ vài lần một ngày). Có người đã đề cập rằng nếu tôi sử dụng một tụ điện đủ lớn, tôi cần đặt một điện trở nối tiếp với nó để điều tiết "tải điện dung" (một thuật ngữ mà tôi phát hiện ra sau này ít liên quan đến tình huống này).

Vậy - về mặt lý thuyết, một nắp điện phân 3300uF rút ra bao nhiêu trong một mạch điện 12V khi lần đầu tiên được cấp điện? (Tôi nhận ra giá trị giảm dần theo thời gian khi phí giới hạn.)

capacitor current

— kolosy
nguồn

Nó có 2 thành phần, khi ban đầu được BẬT, dòng điện khởi động tồn tại, phụ thuộc vào ESR của nắp của bạn và dV / dT của BẬT. Sau sự kiện thoáng qua đó, tụ điện từ từ tích điện. Hằng số thời gian sạc sẽ là RC, Điện trở sê-ri bạn sẽ kepp bao nhiêu dựa trên đó nó sẽ thay đổi. chúng ta có thể giả sử thời gian 5RC để sạc đầy tụ điện. theo như tôi biết, Q = CV, đó chỉ là điện tích quan trọng, Dòng điện thay đổi dựa trên điện trở Sê-ri ban đầu của bạn, vì tụ điện chấp nhận trạng thái tích điện hoàn toàn, dòng điện giảm dần, khi tụ điện tích điện hoàn toàn, dòng điện sẽ bằng không. Người bạn đời tính phí

— 19579

Dòng điện khi sạc tụ điện không dựa trên điện áp (như với tải điện trở); thay vào đó, nó dựa trên tốc độ thay đổi điện áp theo thời gian, hoặc ΔV / t (hoặc dV / dt).

Công thức để tìm dòng điện trong khi sạc tụ điện là:

I = C \frac{d V}{d t}

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

Vấn đề là điều này không tính đến điện trở trong (hoặc một điện trở giới hạn dòng nếu bạn bao gồm một) hoặc nếu tụ điện đã có một số điện tích.

Bạn phải tính đến phí thay đổi liên tục được áp dụng cho các tụ điện. Nói cách khác, ngay từ đầu, nó trông giống như một sự cố ngắn mạch đối với nguồn cung cấp năng lượng của bạn (một lần nữa cản trở). Do đó, bất cứ dòng điện tối đa nào mà nguồn điện của bạn có thể xử lý là dòng điện tối đa theo lý thuyết. Khi tụ tích điện, dòng điện này giảm theo cấp số nhân, cho đến khi tụ đạt đến điện tích tối đa Q.

Công thức cho việc này là:

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

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

$V_b$

Giả sử bạn không sử dụng điện trở giới hạn dòng điện và nguồn điện của bạn có điện trở trong là 4Ω:

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

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

Tại thời điểm 0 s, dòng điện là 3A. Nếu chúng ta tính toán, giả sử, 1 ms sau:

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

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

Bây giờ hiện tại là ~ 1 A.

Vì vậy, sẽ mất bao lâu để sạc tụ điện? Nếu bạn lấy hằng số thời gian, RC (0,0132 theo số mũ) làm giá trị tính bằng giây , sẽ có một quy tắc rằng một tụ điện sẽ được sạc trong 5 lần thời lượng này:

5 \cdot 0.0132 = 0.066 s

$5\cdot0.0132 = 0.066s$

Dòng điện ban đầu (hoặc dòng điện trong một phần của thời lượng này) được gọi là dòng điện khởi động. Bạn có thể muốn giảm nó bằng cách thêm một loạt điện trở giới hạn dòng để bảo vệ nguồn điện của bạn.

— JYelton
nguồn

Điều này rất hữu ích, cảm ơn. Làm thế nào để tôi kích thước điện trở? tôi có nên sử dụng công thức I = 12 / R e ^ (- t / RC) và chọn một mục tiêu hiện tại không?

— kolosy

Bạn muốn chọn một giá trị đặt giới hạn trên cho dòng ban đầu , thứ gì đó mà mạch và nguồn điện của bạn có thể xử lý một cách an toàn. Có nhiều cách khác để hạn chế dòng điện xâm nhập, một số cách có thể hoặc không thể áp dụng cho thiết bị của bạn. Nhìn xung quanh trang web ở đây, có một vài câu hỏi về điều đó.

— JYelton

Dòng điện BAN ĐẦU là Vb / R, trong đó Vb là điện áp cung cấp và R là điện trở nối tiếp (bao gồm ESR của tụ điện, thường sẽ nhỏ). Tại bất kỳ thời điểm nào, dòng điện tức thời được cung cấp bởi (Vb - Vc) / R, trong đó Vb và R như trên và Vc là điện áp đã được sạc trên tụ điện. Để có được câu chuyện đầy đủ, bạn phải giải phương trình vi phân, đó là yếu tố hàm mũ xuất phát.

— John R. Strohm

@ John Cảm ơn đã làm rõ, tôi sẽ chỉnh sửa cho phù hợp.

— JYelton

@MisforMary Tôi khuyên bạn nên đăng một câu hỏi mới và tham khảo câu hỏi này. Sau đó, bạn có thể cung cấp chi tiết về cách bạn đang đo và tính toán. Nó sẽ có nhiều khả năng để giúp đỡ hơn là một trao đổi bình luận ở đây. :)

— JYelton