Потребляет ли конденсатор, подключенный напрямую к батарее, какую-либо энергию?

В этом примере

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

После первоначальной зарядки шапки до 3В ток блокируется, но со временем потребляет ли она какую-либо энергию от аккумуляторов? Это безопасно делать?

Я думал, вы задаете другой (связанный) вопрос ... в этой схеме энергия, отдаваемая батареей (теоретически), равна CV, но энергия, хранящаяся в конденсаторе, составляет только половину от этой. Остальная энергия уходит в виде тепла в аккумуляторе и в виде ЭМ излучения. Таким образом, даже теоретически идеальный конденсатор также тратит некоторую энергию впустую.

Ответы (5)

Ток утечки разряжает батарею, скорее всего, не так значительно по сравнению с внутренним саморазрядом батареи.

Алюминиевый электролит может протечь 100 нА в течение длительного времени, что немного по сравнению с саморазрядом даже кнопочного элемента. Гарантированный максимум типичной электронной крышки такого размера составляет 0,002 CV или 400 нА (в зависимости от того, что больше) через 3 минуты. Большинство частей значительно превзойдут это. Некоторые детали SMD не так хороши.

Ваш второй вопрос заключался в том, безопасно ли это сделать. Как правило, да, однако в инженерии почти всегда есть исключения. Если ваша 3-вольтовая батарея имеет большую емкость по току (возможно, это незащищенная литиевая ячейка 18650), а ваш конденсатор представляет собой что-то вроде танталового конденсатора на 6,3 В, существует значительный риск «воспламенения» при подключении конденсатора к батарее (рисунок пламени). снаружи, яркий свет и ядовитые пары). Риск можно значительно снизить, добавив последовательное сопротивление в несколько десятков Ом.

«Гарантированный максимум типичной электронной крышки такого размера составляет 0,002CV или 400 нА (в зависимости от того, что больше) через 3 минуты»: интересно, а какой у вас источник?
Паспорта конденсаторов, например. Никикон.
@SpehroPefhany Вы помните, из какой серии? Я спрашиваю только потому, что недавно я искал электролит с низкой утечкой, и лучшее, что я мог найти, было 0,01 CV или 3 мкА (в зависимости от того, что больше).
@bitshift Попробуйте серию UKL , доступную в небольших количествах от Mouser. 0,002CV или 200 нА. Но многие производители имеют в своем портфолио типы с низкой утечкой, поскольку они довольно популярны в Азии, просто их труднее найти в дистрибуции. Некоторые линейки обычных деталей на самом деле работают довольно хорошо (без гарантий), но некоторые нет - более крупные детали с более высоким ESR имеют тенденцию быть менее герметичными по какой-либо причине (причинам).

В устойчивом состоянии (после длительного времени) идеальный конденсатор не потребляет значительного тока от батареи. Настоящий конденсатор потребляет небольшой ток утечки. Величина тока утечки будет зависеть от типа конденсатора, у электролитов утечка будет больше, чем у пленок и керамики.

«Идеальный конденсатор» мгновенно заряжается от идеальной батареи (с идеальной проводкой с нулевой индуктивностью) при скачке бесконечного тока. Я предполагаю, что вы говорите о настоящей батарее с ненулевым внутренним сопротивлением и постоянной времени RC для тока, упавшего до нуля.
@PeterCordes, вы правы, я рассматривал идеальный конденсатор, но настоящую батарею и проводку, и в этом случае ток начинается с большого значения и экспоненциально спадает до нуля. Но если они оба идеальны, как вы указываете, вы получите импульс тока, и крышка будет заряжаться мгновенно.
Да, я хотел сказать «постоянная времени RC для падения тока до нуля », а не «до нуля». Вот что я получаю за придирки :P

Идеальный конденсатор должен быть разомкнут на постоянном токе, поэтому ток не будет течь, и энергия не будет потребляться после полной зарядки конденсатора.

Однако настоящие конденсаторы имеют небольшой ток утечки, поэтому в реальной жизни энергия будет потребляться от батареи очень медленно после первоначальной зарядки.

Вы должны проверить то, что называется «сопротивление изоляции».

Цитирую Мурата:

Сопротивление изоляции монолитного керамического конденсатора представляет собой отношение между приложенным напряжением и током утечки через заданное время (например, 60 секунд) при подаче постоянного напряжения без пульсаций между клеммами конденсатора. Хотя теоретическое значение сопротивления изоляции конденсатора бесконечно, поскольку между изолированными электродами реального конденсатора протекает меньший ток, фактическое значение сопротивления конечно. Это значение сопротивления называется «сопротивление изоляции» и обозначается такими единицами, как мегаомы [МОм] и омы-фарады [ОмФ].

Я проверил имеющееся у меня техническое описание (номер детали: GRM32ER71H106KA12 ) в качестве примера, чтобы примерно определить, сколько утечки может пройти. Проверьте изображение ниже:

введите описание изображения здесь

Чтобы полностью понять поведение конденсатора в установившемся режиме (например, при прямом подключении конденсатора к батарее), я настоятельно рекомендую прочитать следующую статью: http://www.murata.com/support/faqs/products/capacitor/mlcc/ символ/0003

Если в этом сценарии поменять полярность батареи, то даже идеальный конденсатор будет потреблять ток, чтобы изменить свою полярность в соответствии с батареей. Но в этом случае только настоящий конденсатор сможет потреблять энергию за счет пружинящего эффекта, т.е. утечки заряда с краев конденсатора. Однако это будет зависеть от типа конденсатора и материала, из которого изготовлен конденсатор.

Потребляет ли конденсатор, подключенный напрямую к батарее, какую-либо энергию?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v