Condensador de alta tensión, en un sistema de baja tensión?


18

Pregunta rápida, ¿es peligroso usar un condensador clasificado para alto voltaje (digamos 35v) en un sistema que digamos que suministra 5V (como LED o qué tiene)?

Dado que puede almacenar hasta 35 V, ¿le gustaría almacenar de alguna manera un montón y luego liberarlo de inmediato dañando el sistema, o está bien usar un capacitor de mayor capacidad que el voltaje suministrado?


Estoy de acuerdo con la respuesta de @Leon Heller, lea su respuesta. Cada dispositivo tiene su punto de funcionamiento. No hay dispositivos universales en electrónica.
Sandun estándar el

Depende del condensador. Un condensador electrolítico se basa en una capa de oxidación como aislante, por lo que la capacitancia se desplazará más con el tiempo si la ejecuta a bajo voltaje. Otros condensadores no tienen esta limitación, por lo que no hay inconveniente en usar una parte de mayor calificación, excepto por el tamaño y el costo.
Warren Hill

Respuestas:


18

Si bien no es una analogía perfecta, piense en el voltaje en el condensador similar a la capacidad en litros de un tanque. Contendrá "35 V" pero no necesita llenarlo completamente. Pero como dijo @JustJeff, sería prudente asegurarse de que el contenedor pueda contener más de lo necesario para evitar derrames (y en el caso de un condensador electrolítico, el electrolito puede expandirse y literalmente "derramarse").

Tenga en cuenta que una mejor analogía de la capacidad sería la unidad de faradios, ya que es una medida de la capacidad de carga de un condensador, así que no se confunda con el voltaje, que es el potencial para hacer el trabajo.


19
El voltaje es análogo a la presión, por lo que la clasificación de voltaje es la misma que la clasificación de presión en un tanque presurizado. Si aplica demasiada presión, tanto un condensador como un tanque explotarán. Para un tanque no presurizado, ¿la tensión nominal sería la altura del tanque antes de que se desborde? Entonces puede tener dos tanques de diferentes alturas pero la misma capacidad. Creo que esta analogía es más directa: wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx?ID=ACE4803 amasci.com/emotor/cap1.html Si la presión es demasiado alta, la membrana falla.
Endolito

@endolith No había pensado usar la presión para el voltaje y el volumen para la carga, pero esa es una idea mucho mejor. ¡Gracias!
JYelton

La capacitancia es equivalente al área de la sección transversal de un tanque, mientras que el límite de voltaje es proporcional a la altura. Si la capacitancia no varía con el voltaje, la cantidad de carga que se puede mantener es proporcional al producto de capacitancia y al límite de voltaje. Si la capacitancia varía con el voltaje (una situación equivalente a un tanque de sección transversal no uniforme), la carga es proporcional a la integral de la capacitancia sobre el voltaje.
supercat

26

No, tener un límite nominal más alto de alguna manera no almacenará más voltaje del que está disponible en el circuito. En realidad, desea una tapa con una clasificación de voltaje ligeramente más alta que el voltaje más alto que espera poner sobre ella. De hecho, si coloca más voltaje en una tapa de la que está clasificada, es probable que falle catastróficamente, es decir, explote o explote.


44
Una historia de advertencia: cuando estaba en la universidad, armé una fuente de alimentación simple, usando un transformador de 12.6V, un diodo 1N4001 y una tapa electrolítica, probablemente 100uF. Poco después de enchufarlo, hubo un fuerte silbido / silbido, y me alarmó ver un gran chorro de humo que soplaba por la parte superior de un condensador muy hinchado y medio abierto. El problema: había puesto 12.6 * sqrt (2) voltios (aproximadamente 18) en un condensador de 16V.
JustJeff

2
probablemente mucho más que eso. El transformador es de solo 12.6V si extraía el amperaje recomendado al mismo tiempo. Si solo estabas probando humo (heh), probablemente pusiste 30V + en esa pequeña tapa pobre.
Bryan Boettcher

@insta: sí, descargar el secundario probablemente hubiera sido algo así como 14 a 16V, por lo que sería aún peor de lo mencionado anteriormente. Una experiencia de aprendizaje, no obstante.
JustJeff

Me estás recordando cómo los ingenieros mecánicos y agrícolas solían freír regularmente los equipos en nuestros laboratorios de ingeniería electrónica.
smci

10

Si se usa un electrolítico de alto voltaje a bajo voltaje, la capacitancia real podría ser mucho más baja que el valor establecido.


3
¿Explique? No estoy seguro de entender lo que quieres decir o por qué.

3
@Sauron: la capacitancia de un capacitor ideal es constante, sin importar el voltaje que tenga, pero para los capacitores reales, este no es siempre el caso.
JustJeff

44
Piense en un condensador como un tanque de agua. La capacitancia representa el área de la sección transversal horizontal, mientras que el voltaje representa la altura del agua. Si el área de la sección transversal es uniforme, agregar un volumen fijo de agua aumentará la altura en una cantidad fija, independientemente de la cantidad de agua que tenga el tanque. Si el área de la sección transversal varía con la altura, agregar una cantidad fija de agua puede aumentar la altura en una cantidad variable.
supercat

3
Iba a decir esto, vale la pena señalarlo. La regla de oro aquí es que las tapas clasificadas para 2x el voltaje de trabajo es una buena parte (confiable).
John U

2
Tiendes a encontrar más como lo contrario. Un capacitor de alto voltaje tendrá su capacidad clasificada a bajo voltaje, lo que significa que cuando se opera cerca de su voltaje nominal, la capacitancia será mucho menor. Esta es la razón por la cual existen los diferentes tipos dieléctricos de condensadores MLCC, que garantizan una característica de capacitancia vs voltaje (entre otras cosas)
hooskworks

8

La clasificación de voltaje de un condensador es una medida de qué tan fuerte es su aislamiento. Una tapa de 35V puede soportar al menos 35 voltios aplicados a través de ella (un voltaje más alto puede causar cosas malas como un corto a través de la tapa y quemaduras). No tiene nada que ver con la cantidad de voltaje que almacenará el condensador; no puede almacenar nada más alto que lo que se le ingresa. La clasificación de voltaje describe qué tan alta es su barrera; la electricidad no pasará a través de ella mientras no llegue tan alto.


7

Tengo una escalera con 35 escalones. Estoy parado en el quinto escalón. ¿Qué pasa si me caigo? ¿Es peligroso? ¡Caer 35 escalones puede doler!


11
Por divertido que sea, prefiero mantenerme alejado de las respuestas sarcásticas. Lo que es obvio para usted puede no serlo para otra persona.

44
No fue pensado como sarcasmo. A veces, una analogía ayuda a comprender un nuevo concepto.
markrages

2
entonces necesita decirlo de tal manera, en lugar de decir la analogía, lo que podría no ser obvio para otros.
akaltar

4

Todos los demás lo han explicado bien, la analogía del "tanque de agua a presión" es muy buena.

Solo para agregar;

  • Si observa (wikipedia, etc.) cómo se construyen los condensadores y los factores que determinan la capacidad y la tolerancia de voltaje, eso puede ayudar a explicar por qué existen las diferentes clasificaciones y por qué usar un condensador de 1000v en su circuito de 5v puede ser tan pobre como idea como usar una de 3v.

  • Regla general: siempre agregue un bit / redondeo al siguiente valor preferido para especificaciones de "seguridad" como el voltaje del condensador, la capacidad de carga de la corriente del cable, la disipación de potencia de los componentes, etc.

  • Tenga en cuenta que su circuito de 5v no es un 5v perfecto, puede haber picos, caídas, sobretensiones, etc., y alimentar algo desde 5v no garantiza que ninguna parte del circuito supere los 5v debido a oscilaciones o cualquier otra cosa.

Por lo general, especificamos ~ 2x el voltaje de trabajo (por lo que un circuito de 12v tendría 24v caps, y generalmente la clasificación disponible es de 25v, así que eso es lo que usamos), cuanto más se acerque al voltaje de trabajo, más difícil será el trabajo y menos confiable será.


1

Sí, el voltaje es la clasificación de extremo superior del condensador, pero el condensador es para almacenar electrones medidos en faradios o microfaradios.

Si olvida la jerga técnica, piense en ella como una batería. No es lo mismo, pero si tiene una batería de 24 voltios que suministra un circuito que tiene un corte de 19 voltios y solo la carga a 12 voltios, tiene muchos menos electrones para suministrar a su circuito de lo que se necesita y es probable que El circuito no funcionará.

μμμμ

Estos condensadores tienen muchas funciones en los circuitos. Una función principal es suministrar electrones a un circuito cuando el suministro normal de enchufe ha caído más bajo de lo necesario, como con corriente alterna. A medida que el voltaje y la corriente se invierten, 60 veces por segundo, el nivel pasa de alrededor de 170 voltios pico a cero voltios y hasta -170 voltios y luego se repite. Los condensadores filtran esta caída al suministrar el voltaje apropiado para mantener el circuito suave. A medida que el voltaje vuelve a subir, recarga el condensador.

μμ


55
Bienvenido al sitio. Encontrará que las personas aprecian más las respuestas y, por lo tanto, recibirán más votos, si son fácilmente legibles. Su respuesta sería mucho más legible si se dividiera en párrafos de pensamientos relacionados. También tenga cuidado con las unidades y cómo están escritas. Sé lo que intentabas decir, pero "25 uf de carga" es la forma incorrecta de expresarlo. Farads no es una unidad de carga (eso es lo que son los Coulombs), y la abreviatura de farad es "F", no "f". Estas "pequeñas" cosas importan en ingeniería, y la gente aquí se preocupa por eso.
Olin Lathrop

¡Su segundo párrafo es demasiado técnico para que lo comprenda ...!
soosai steven

0

La construcción básica del condensador consiste en dos placas con cables separados por material aislante ...

Sin embargo, el condensador electrolítico es mucho más que esto. Si abre un condensador electrolítico, encontrará dos tiras largas de aluminio plateado separadas por papel, todas enrolladas en forma cilíndrica. El cilindro está empapado en electrolito y empacado en una lata de aluminio.

Una cosa muy importante a tener en cuenta es que el aislamiento real entre las tiras no es el papel. El papel poroso es simplemente para evitar que las tiras entren en contacto directamente entre sí. El aislamiento real es la capa química que se forma en las tiras de aluminio cuando el condensador está conectado a la fuente de CC en la polaridad correcta. Cuando se conecta con una polaridad incorrecta, la capa conductora se forma y produce un flujo continuo de corriente. La temperatura aumenta rápidamente porque la resistencia de CC de la capa conductora que se forma no es muy baja, lo que provoca una pérdida de potencia óhmica.

Entonces, respondiendo a la pregunta, la cantidad óptima de capa de aislamiento químico se forma cuando el condensador funciona casi cerca del voltaje nominal con la polaridad correcta. El funcionamiento de un condensador de alto voltaje a un voltaje de CC más bajo hace que una corriente continua baja fluya a través del condensador, lo que hace que el condensador no se comporte idealmente como un condensador.

Al usar nuestro sitio, usted reconoce que ha leído y comprende nuestra Política de Cookies y Política de Privacidad.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.