Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Конденсатор самодельный большой емкости


Делаем высоковольтный конденсатор в домашних условиях


Любители разных высоковольтных опытов часто сталкиваются с проблемой, когда бывает необходимо использовать высоковольтные конденсаторы. Как правило, такие конденсаторы очень сложно найти, а если и удастся, то придется заплатить за них немало денег, что по силам отнюдь не каждому. Помимо этого политика нашего сайта просто не позволит вам тратить средства на покупку того, что можно самому изготовить, не выходя из дому.

Как вы уже догадались, данный материал мы решили посвятить сборке высоковольтного конденсатора, чему также посвящен авторский видеоролик, который мы предлагаем вам посмотреть перед началом работы.

Что же нам понадобится:
- нож;
- то, что мы будем использовать в качестве диелектрика;
- пищевая фольга;
- прибор для измерения емкости.


Сразу отметим, что в качестве диелектрика автор самодельного конденсатора использует самые обычные самоклеющиеся обои. Что касается прибора для измерения емкости, то его использование не обязательно, поскольку предназначен этот прибор только для того, чтобы в конце можно было узнать, что получилось в итоге. С материалами все ясно, можно приступать к сборке самодельного конденсатора.

Первым делом отрезаем два куска от самоклеющихся обоев. Нужно примерно полметра, однако желательно, чтобы одна полоска получилась чуть длиннее другой.


Далее берем пищевую фольгу и отрезаем кусок по длине короткого куска от самоклеющихся обоев. По словам автора, лучше будет если кусок фольги будет примерно на 5 см меньше куска обоев.


Получившийся лист фольги режим ровно на две части по длине.


Следующим делом кладем на ровную поверхность один кусок обоев, на который аккуратно кладем один кусок пищевой фольги. Фольге нужно класть так, чтобы по трем краям получился зазор примерно в сантиметр. С четвертой стороны фольга будет выпирать, что вполне нормально на этом этапе.


Сверху кладем второй лист обоев.


На нем кладем второй лист фольги. Только на этот раз делаем так, чтобы выступала фольга с противоположной предыдущему шагу стороне. То есть, если у автора первый кусок выступал снизу, то на этот раз он должен выступать сверху. Отдельно следует отметить, что листы фольги не должны касаться друг друга.


Далее берем получившуюся заготовку и сворачиваем в трубочку.


Теперь с одного края снимаем подложку и проклеиваем наш конденсатор.


После этого сгибаем края и сворачиваем фольгу как конфетный фантик. Таким образом мы получаем выходы, к которым и будут крепиться провода. 


Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Самодельные конденсаторы безумного ученого

Когда-то я был настоящим сумасшедшим ученым. Я увлекался нетрадиционным движением с идеей как-то взаимодействовать с флуктуациями квантового вакуума, полем нулевой энергии. Я был вовлечен в это, несмотря на то, что имел лишь смутное представление о том, что это было, и не обращая внимания на то, насколько маловероятным или невозможным, по словам кого-либо, было взаимодействие в макроуровне. Но все мы должны были откуда-то приехать, и это было моим знакомством с миром высокого напряжения и самодельных конденсаторов.

Попутно я сделал несколько довольно интересных конденсаторов, о которых я расскажу здесь.

Большой восковой цилиндрический конденсатор

Как видно на фотографиях, этот конденсатор довольно большой и выглядит как толстый кусок парафинового воска, зажатый между двумя деревянными дисками. Внутри подводящие провода идут к двум алюминиевым мигающим дискам, которые представляют собой пластины конденсатора, разнесенные на 2,5 см (1 дюйм). Но между ними диэлектрик состоит из еще семи алюминиевых мигающих дисков, разделенных простыми хлопковыми листами, погруженными еще в парафин.Видите ли, я говорил вам, что эти конденсаторы разные.

Большой восковой цилиндрический конденсатор

Открытый воск конденсатора

Эксперимент и внутренняя часть конденсатора

Я не стану вдаваться в доводы в пользу конструкции - все это были выдуманные идеи, подкрепленные надеждой, волосами единорога и практически никакой теорией. Интересным здесь оказался сам эксперимент. Это сработало!

Я поставил конденсатор на высокую трубку из ABS-пластика диаметром 4 дюйма, которая, в свою очередь, стояла на цифровой шкале на полу.Высокое напряжение в десятки киловольт подавалось на конденсатор по толсто изолированным проводам. Источник питания содержал обратный трансформатор и умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона на стороне ВН. Когда я увеличил напряжение, весы показали уменьшение веса. Я похудела!

Но после нескольких часов смены полярности и переворота конденсатора в обратную сторону и большого количества записей я нашел причину. Потеря веса произошла только тогда, когда подающая проволока была ориентирована так, что верхняя проволока подавалась вниз, как показано на диаграмме, но не было изменения веса, когда верхняя проволока была ориентирована горизонтально.Я раньше видел, как движутся высоковольтные провода, и вот оно снова, производя то, что на весах выглядело как потеря веса.

Но это только один из интересных конденсаторов, которые я сделал. После перерыва попадаем в гравитаторы, полисульфид и даже титанат бария.

Гравитатор

Конденсатор гравитатора был создан Т. Таунсендом Брауном для управления гравитацией и описан в патенте Великобритании GB300,311. Моя реализация представляла собой кусок смолы Bondo длиной 30 см (12 дюймов) с двумя алюминиевыми электродными пластинами и еще 29 изолированными пластинами, равномерно расположенными между ними.На одной из фотографий вы можете увидеть его в стадии строительства. Он состоял из двух частей, каждая с белой пластиковой формой, в которую была добавлена ​​пластина и смола. Затем смола затвердела, форма была поднята, затем были добавлены дополнительные пластины и смола, и так далее, пока каждая деталь не стала половиной длины конечного конденсатора. Затем они были склеены вместе с использованием большего количества смолы, чтобы получить одну длинную деталь, которую вы видите на фотографии испытательной установки.

Гравитатор в виде маятника

Две формы гравитатора

Внутреннее устройство гравитатора

На этот раз испытание было горизонтальным с подвешенным в виде маятника гравитатором.Никакого движения не обнаружено. Однако обычно при проведении этого испытания одна или обе подающие проволоки представляют собой проволоку небольшого диаметра с тонким эмалевым покрытием, то есть магнитную проволоку. При таких напряжениях эта эмаль легко разрушается, и в результате возникает ионизация воздуха, действующая как струя и создающая некоторую форму движения. Мы уже видели этот тип ионного двигателя раньше, когда говорили о самодельных летательных аппаратах, называемых подъемниками.

Движение обычно невелико, но экспериментатор обычно включает и выключает источник питания в такт движения, создавая резонанс, как это делает человек на качелях, когда он тянет за веревки и размахивает ногами в нужное время. .В результате получается большое движение, но никак не связанное с контролем гравитации. В моем случае вы можете видеть, что я использую питающие провода с достаточно толстой изоляцией, чтобы избежать поломки, поэтому у меня нет движения.

полисульфид

Одна особенность, которая должна была быть полезной в этих нетрадиционных экспериментах с двигателем, заключалась в том, чтобы иметь высокий диэлектрик K, один с высокой относительной диэлектрической проницаемостью. Кто-то тогда обнаружил, что полисульфид имеет K 2260, что очень много. Для большинства материалов K ниже 10.Мне удалось найти полисульфидный герметик Deck-O-Seal, жидкий пластиковый наполнитель для цементных швов вокруг бассейнов. Схема и фотографии показывают, что я придумал.

Полисульфидный конденсатор с высоким K - вид спереди

Полисульфидный конденсатор с высоким K - вид сверху

Внутри полисульфидного конденсатора с высоким K

Изначально латунная проволока была погружена в полисульфид, и все это было подвешено на конце плеча ротора.Но при подаче высокого напряжения движения не было. В ходе дальнейших исследований я обнаружил, что полисульфидный продукт может содержать электропроводящий материал, поэтому я вытащил латунную проволоку из полисульфида в надежде, что воздух будет действовать как изолятор. На этот раз я получил ионизацию на концах провода в виде голубоватой короны и шипящего звука. И, как и в случае с питающими проводами гравитатора выше, это создавало струю и приводило к небольшому движению. Но опять же, мне было нужно движение из-за взаимодействия с квантовыми флуктуациями вакуума, поэтому я отказался от этого.

Титанат бария

Тем не менее, я продолжал поиски диэлектрика с высоким содержанием K и мне удалось найти источник порошка титаната бария с чистотой 99,9% от компании Atlantic Equipment Engineers (номер продукта BA-901 на случай, если он вам понадобится). Титанат бария может иметь тысячи K, если он находится при правильной температуре, с правильной напряженностью электрического поля и с электрическим полем в правильной ориентации.

Порошок титаната бария

Титанат бария и воск в форме

Измерение емкости

Но проблема в том, чтобы превратить этот белый порошок в твердый диэлектрик без воздуха.Один из способов сделать это - сжать его при нагревании или спекать, но у меня не было для этого средств. Вместо этого я экспериментировал с добавлением парафинового воска в качестве связующего, зная, что результирующая диэлектрическая проницаемость будет ниже, чем у чистого титаната бария. Лучшее, что я получил с этим, - это относительная диэлектрическая проницаемость от 12,5 до 18,6.

Установка для изготовления конденсатора из титаната бария / эпоксидной смолы

Смесь с маленькими шариками

Конденсатор из титаната бария / эпоксидной смолы

Затем я попробовал использовать эпоксидную смолу в качестве связующего.После множества экспериментов я получил наилучшие результаты, смешав смолу и титанат бария в такой пропорции, что я получил шары в основном диаметром 1 мм или меньше, как показано на фотографии. Конденсатор, который я искал в то время, был цилиндрическим. Я использовал медный стержень диаметром 1/4 дюйма для центрального электрода и алюминиевую сетку для внешнего. Я сделал форму из двух частей пластиковой трубки с продольным разрезом и медным стержнем, проходящим через центр. Я налил немного смеси титаната бария и эпоксидной смолы за один раз в форму и хорошо постучал, пока она была еще мягкой.С 86% -ным содержанием титаната бария по весу я получил K = 27. Это было лучшее, что я мог сделать с помощью этого метода, но его не исчислялись сотнями или тысячами, как мне хотелось бы. Тем не менее, он по-прежнему впечатляет по сравнению с конденсаторами из простой смолы или воска, у которых K обычно составляет около 2 или 3.

Конденсатор с двумя диэлектриками

Но титанат бария был не самым амбициозным. Эта честь досталась цилиндрическому конденсатору, диэлектрик которого на самом деле состоял из двух отдельных частей, идущих по центру.Один кусок был сделан из эпоксидной смолы, а другой - из парафина. Были произведены полные расчеты размеров и материалов, чтобы соответствовать гипотезе, выдвинутой теорией, и, конечно, это означало, что я не мог просто использовать то, что было у меня под рукой. Как видите, я не только залил воском половину внутренней части конденсатора, но и покрыл всю его внешнюю часть.

Конденсатор только с эпоксидной смолой

Испытательная установка с двумя диэлектрическими конденсаторами

Конденсатор с двумя диэлектриками с платой наверху

Конденсатор ориентирован так, чтобы восковая часть находилась сверху, предполагалось, что чистая тяга будет направлена ​​вверх.Тесты проводились на цифровых весах, а также на весах с тройным лучом, но вес не изменился, и, тем не менее, аккуратное размещение игральной карты привело к изменению веса. Как видите, шкала была полностью покрыта заземленной алюминиевой фольгой для защиты. Напряжение составляло всего 8 кВ, прежде чем возникла искра внутри конденсатора, но этого было достаточно для проверки гипотезы. Теория оказалась ошибочной.

Заключение

Итак, хотя я не получил тот тип силовой установки, который был мне нужен, у меня действительно было отличное введение в работу с высоким напряжением, конденсаторами, новыми методами строительства, и я получил массу удовольствия от этого.Делали ли вы какие-нибудь необычные конденсаторы или проводили какие-нибудь нестандартные эксперименты с двигателем? Сообщите нам о них в комментариях ниже. Если вы склонны придерживаться более традиционных подходов, из нашей статьи можно многому научиться, касаясь конденсаторов промышленного производства.

.Самодельный конденсатор

19nF / 10KV - PocketMagic

После различных экспериментов с высоким напряжением, необходимость в компонентах высокого напряжения стала очевидной. К сожалению, это одни из самых дорогих запчастей.

Итак, я решил попробовать построить некоторые из них сам - в данном случае конденсатор высокого напряжения.
При использовании пластиковой фольги (из различных пакетов для покупок) и алюминиевой фольги требовалось только терпение: вырезать все ножницами и соединить части с помощью ленты.

Я использовал два куска пластиковой пленки размером 30 см на 40 см, разрезанных на 3 равные продольные части (10 см на 40 см). Несколько полоски алюминиевой фольги меньшего размера (во избежание выхода дуги), скажем, 7 см x 37 см.

Две пластиковые фольги использовались как одна фольга для бегущей строки, и они служили диэлектриком. Проведя несколько первоначальных измерений (что необходимо сделать!), Они показали, что они могут выдерживать напряжение 10 кВ без проколов.

Итак, один слой диэлектрика, один из алюминиевой фольги, другой из диэлектрика и так далее, все вместе складывается в эту топологию:

======= (диэлектрик)
——- (A)
======= (диэлектрик)
——- (B)
======= (диэлектрик)
—— - (A)
======= (диэлектрик)
——- (B)
======= (диэлектрик)
——- (A)
======= (диэлектрический )
——- (B)
======= (диэлектрик)

Три А соединены вместе с помощью хорошо изолированного провода, как и Б.Обычно в конце вам нужно подключить один провод конденсатора к А, а другой к В. Я использовал красный - провода высокого напряжения.

Затем сверните все вместе, чтобы минимизировать используемое пространство, и постарайтесь сжать их как можно лучше, поскольку крошечные воздушные пространства могут повлиять на емкость. Даже в этом случае мой самодельный конденсатор имел переменную емкость в зависимости от приложенного к нему давления.

Подробности смотрите в этом видео:

Cheers,
Radu Motisan

.

Как работают конденсаторы | HowStuffWorks

Конденсатор чем-то похож на батарею. Хотя они работают совершенно по-разному, конденсаторы и батареи хранят электрическую энергию . Если вы читали «Как работают батареи», то знаете, что у батареи есть две клеммы. Внутри батареи химические реакции производят электроны на одном выводе и поглощают электроны на другом выводе. Конденсатор намного проще, чем батарея, поскольку он не может производить новые электроны - он только сохраняет их.

В этой статье мы точно узнаем, что такое конденсатор, для чего он нужен и как он используется в электронике. Мы также рассмотрим историю конденсатора и то, как несколько человек помогли сформировать его развитие.

Объявление

Внутри конденсатора клеммы соединяются с двумя металлическими пластинами , разделенными непроводящим веществом, или диэлектриком . Конденсатор легко сделать из двух кусков алюминиевой фольги и листа бумаги.С точки зрения емкости накопителя это не будет особенно хороший конденсатор, но он будет работать.

Теоретически диэлектриком может быть любое непроводящее вещество. Однако для практического применения используются специальные материалы, которые лучше всего подходят для функции конденсатора. Слюда, керамика, целлюлоза, фарфор, майлар, тефлон и даже воздух - вот некоторые из используемых непроводящих материалов. Диэлектрик определяет, какой это конденсатор и для чего он лучше всего подходит. В зависимости от размера и типа диэлектрика, некоторые конденсаторы лучше подходят для высокочастотных применений, а некоторые - для высоковольтных приложений.Конденсаторы могут изготавливаться для любых целей, от самого маленького пластикового конденсатора в вашем калькуляторе до сверхконденсатора, который может питать пригородный автобус. НАСА использует стеклянные конденсаторы, чтобы помочь разбудить схемы космического шаттла и помочь развернуть космические зонды. Вот некоторые из различных типов конденсаторов и способы их использования.

  • Воздух - Часто используется в схемах настройки радио
  • Майлар - Чаще всего используется для схем таймера, таких как часы, будильники и счетчики
  • Стекло - Подходит для приложений высокого напряжения
  • Керамика - Используется для высокочастотных целей, таких как антенны, рентгеновские лучи и МРТ
  • Суперконденсатор - Питание электрических и гибридных автомобилей

В следующем разделе мы подробнее рассмотрим, как именно работают конденсаторы.

.Информация о суперконденсаторах

- Battery University

Узнайте, как суперконденсатор может улучшить аккумулятор.

Суперконденсатор, также известный как ультраконденсатор или двухслойный конденсатор, отличается от обычного конденсатора очень высокой емкостью. Конденсатор накапливает энергию за счет статического заряда, в отличие от электрохимической реакции. Применение разности напряжений на положительной и отрицательной обкладках заряжает конденсатор.Это похоже на накопление электрического заряда при ходьбе по ковру. Прикосновение к объекту высвобождает энергию через палец.

Существует три типа конденсаторов, самый простой из которых - электростатический конденсатор с сухим сепаратором. Этот классический конденсатор имеет очень низкую емкость и в основном используется для настройки радиочастот и фильтрации. Размер варьируется от нескольких пикофарад (пФ) до низких микрофарад (мкФ).

Электролитический конденсатор обеспечивает более высокую емкость, чем электростатический конденсатор, и рассчитан на микрофарады (мкФ), что в миллион раз больше, чем пикофарад.Эти конденсаторы используют влажный сепаратор и используются для фильтрации, буферизации и передачи сигналов. Подобно батарее, у электростатической емкости есть положительный и отрицательный стороны, которые необходимо учитывать.

Третий тип - это суперконденсатор , измеренный в фарадах, что в тысячи раз выше, чем у электролитического конденсатора. Суперконденсатор используется для накопления энергии, подвергаясь частым циклам зарядки и разрядки при высоком токе и короткой продолжительности.

Фарад - единица измерения емкости, названная в честь английского физика Майкла Фарадея (1791–1867).Один фарад сохраняет один кулон электрического заряда при приложении одного вольта. Один микрофарад в миллион раз меньше фарада, а один пикофарад снова в миллион раз меньше микрофарада.

Инженеры General Electric впервые экспериментировали с ранней версией суперконденсатора в 1957 году, но коммерческих приложений не было. В 1966 году Standard Oil вновь открыла эффект двухслойного конденсатора случайно, работая над экспериментальными конструкциями топливных элементов.Двойной слой значительно улучшил способность накапливать энергию. Компания не стала коммерциализировать изобретение и передала его по лицензии NEC, которая в 1978 году представила технологию как «суперконденсатор» для резервного копирования памяти компьютера. Только в 1990-х годах достижения в области материалов и методов производства привели к повышению производительности и снижению затрат.

Суперконденсатор эволюционировал и перешел в аккумуляторную технологию за счет использования специальных электродов и электролита. В то время как базовый электрохимический двухслойный конденсатор (EDLC) зависит от электростатического воздействия, асимметричный электрохимический двухслойный конденсатор (AEDLC) использует электроды, подобные батареям, для получения более высокой плотности энергии, но это имеет более короткий срок службы и другие проблемы, которые разделяются с аккумулятор.Графеновые электроды обещают усовершенствовать суперконденсаторы и батареи, но до таких разработок еще 15 лет.

Было опробовано несколько типов электродов, и наиболее распространенные в настоящее время системы построены на электрохимическом двухслойном конденсаторе на основе углерода, с органическим электролитом и простом в производстве.

Все конденсаторы имеют ограничения по напряжению. В то время как электростатический конденсатор можно сделать так, чтобы он выдерживал высокое напряжение, суперконденсатор ограничен 2,5–2.7В. Возможны напряжения 2,8 В и выше, но с сокращенным сроком службы. Чтобы получить более высокие напряжения, несколько суперконденсаторов подключаются последовательно. Последовательное соединение снижает общую емкость и увеличивает внутреннее сопротивление. Для цепочек из более чем трех конденсаторов требуется балансировка напряжения, чтобы предотвратить перенапряжение любой ячейки. Литий-ионные батареи имеют аналогичную схему защиты.

Удельная энергия суперконденсатора колеблется от 1 Втч / кг до 30 Втч / кг, что в 10–50 раз меньше, чем у литий-ионных.Кривая разряда - еще один недостаток. В то время как электрохимическая батарея обеспечивает стабильное напряжение в используемом диапазоне мощности, напряжение суперконденсатора уменьшается в линейном масштабе, сокращая спектр полезной мощности. (См. BU-501: Основы разрядки.)

Возьмите источник питания 6 В, который может разрядиться до 4,5 В до отключения оборудования. К тому времени, когда суперконденсатор достигает этого порога напряжения, линейный разряд дает только 44% энергии; остальные 56% зарезервированы.Дополнительный преобразователь постоянного тока в постоянный

.

Смотрите также