Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wzór na pojemność kondensatora czy prawidłowy?

20 Kwi 2017 17:06 1281 24
  • Pomocny post
    Poziom 37  
    Jest, ale zależnie od kontekstu pytania, niekoniecznie coś z tego w realnym życiu wynika.
  • Poziom 21  
    Z definicji to jest C=Q/V
    Niby I*t da Q (dla prądu stałego), ale bez dodatkowych obwarowań to nie będzie to samo.
    Chodzi o to, że pojemność jest stałym parametrem kondensatora mówiącym o jego zdolności do utrzymywania określonego ładunku o określonym potencjale.
    I*t bez zastrzeżenia, że chodzi o obliczenie dokonywane po zakończeniu ładowania kondensatora prądem I przez czas t daje wzór, w którym pojemność jest parametrem czasu i prądu.
  • Poziom 37  
    hmmm .... przez napięcie tętnień byś się doliczył, ale musiałbyś już troszkę się w tych obliczeniach elektronicznych czuć, bułka z masłem to nie jest (liczyłem jak byłem w tym aktywny, da się)

    .... ktoś tutaj przywołał starą regułę
    na każdy amper poboru prądu nie mniej niż 1000µF.
  • Specjalista elektronik
    A ja proponuję tak: prąd X 0.01 sekundy / dopuszczalne napięcie tętnień (pik-pik); 1000uF dla 1A oznacza tętnienia 10V. Naprawdę są mniejsze, bo jest odcinek czasu, w którym kondensator się ładuje.
  • Poziom 43  
    trymer01 napisał:
    No i tej Pani stosującej
    Cytat:
    diódy prostownicze
    :) dla zasilacza 24V 3A wyszła pojemność 14100µF czyli 3x4700µF.
    Bardzo zakręcone obliczenia, a to wygląda na jakąś pracę zaliczeniową.

    TUTAJ, oraz TUTAJ mamy inne opracowania, tym razem z Politechniki Wrocławskiej, a nie Centrum kształcenia Zawodowego :).
  • Specjalista elektronik
    Zajrzałem do pierwszego linku - wzór na pojemność jest na górze na stronie 4, i jest w nim drobny błąd: zakłada się, że kondensator jest ładowany do szczytowego napięcia, jakie daje prostownik (a na poprzedniej stronie jest rysunek pokazujący, które to jest) - pominięto fakt, że obciążenie powoduje obcinanie wierzchołków wyprostowanej sinusoidy - a to zwykle jest ze 20% napięcia, przy małej mocy nawet więcej, przy dużej mniej. Jak ktoś zna autora (instrukcję opracował: mgr inż. Przemysław Kobel), to niech mu to przekaże, żeby poprawił tę instrukcję.

    Natomiast drugi link prezentuje porządny kawał wiedzy, tylko... to jest prezentacja, obrazki do pokazywania na wykładzie, podczas którego wykładowca jeszcze dużo mówi, objaśniając o co chodzi - czytając prezentację trzeba wielu rzeczy się domyślać (albo przypominać sobie z wykładu, jak się go nie opuściło), dłuższą chwilę zajęło mi odgadnięcie, co to jest I_10/I_1 (stosunek prądu jałowego do roboczego - swoją drogą, w transformatorach małej mocy bywa sporo ponad 50%, ale może to świadczy o kiepskim zaprojektowaniu takiego transformatora, a wykładowca przedstawił wykres dla dobrze zaprojektowanych). W każdym razie autor (chyba nie podał nazwiska) przedstawił również bardziej zaawansowane zagadnienia, jak obcinanie wierzchołków sinusoidy, czy prąd początkowego ładowania kondensatora, podał schemat zastępczy transformatora (tu drobne zastrzeżenie do pojemności uzwojenia - prąd do tej pojemności częściowo płynie przez część oporności uzwojenia, tego schemat zastępczy nie opisuje, choć może nie należy tu mieć wielkich pretensji, bo nie ma to dużego wpływu na działanie transformatora, dominuje działanie pojemności takie, jaką wyraża podany schemat). Trochę powierzchownie przedstawiona sprawa prostownika jednopołówkowego - brak pokazania wpływu na prąd uzwojenia pierwotnego.
  • Moderator Projektowanie
    Koledzy, nie róbcie z tego doktoratu - zwróćcie uwagę na poziom pytania autora, toż on nie wie o co chodzi ale próbuje się dowiedzieć i chwała mu za to. Tyle, że tu trzeba prostej rady a nie wykładu akademickiego - i taki prosty, ale poprawny sposób "warsztatowy" zawarty jest w linku z postu nr 10 (wykres i wzór 2ΠfRC≧25).
    Jeśli iść w szczegóły - to brakuje tam omówienia zależności między założoną wartością tętnień kt (odczytywaną wprost z wykresu) i tym współczynnikiem 2ΠfRC:
    kt=10% - 2ΠfRC=10
    kt=5% - 2ΠfRC=20
    kt=2% - 2ΠfRC=50
    oraz przestrogi, coby nie stosować zbyt dużych wartości C gdyż gwałtownie rosną straty w uzwojeniach (ciepło), oraz diody muszą wytrzymać udar prądowy przy włączeniu.
  • Moderator Projektowanie
    Zwróć uwagę na to, że prąd pobierany jest z transformatora krótkimi i wąskimi "szpilkami" - im większa pojemność kondensatora filtrującego tym większa wartość tego prądu I, a przecież moc strat P na rezystancji uzwojeń R (wydzielana w postaci ciepła) określana jest wzorem P=RI². Dla bilansu ładunku Q=It, zwiększając C zwiększasz I oraz zmniejszasz t, ale dla mocy strat I jest w kwadracie...

    Licząc pojemność filtrującą wg tego wykresu (link z postu nr 10) nie zaleca się zakładać tętnień <5%, gdyż wtedy właśnie (z powodu dużego C) gwałtownie zaczynają rosnąć straty w miedzi. Można stosować tętnienia nawet do 2% ale ze świadomością, że transformator będzie się bardziej grzał (wypadałoby go nie dociążać), diody prostownicze należy dobrać (przewymiarować).
  • Moderator Projektowanie
    Wchodzenie w szczegóły to jest trochę kiepski pomysł jak na dział "Początkujący Elektronicy"
    Myślę, że zasada 1mF na 1A dla wyprostowanego przebiegu sinusoidalnego jest w porządku, dla OGÓLNYCH zastosowań.

    Idąc dalej można rozprawiać o różnych kondensatorach, dlaczego stosuje się jeszcze foliowe, elektrolityczne a nawet ceramiczne jednocześnie... oraz filtry PI, common choke, PFC itp... ale po co?
  • Specjalista elektronik
    Hm... czy tętnienia 10V są w porządku? Może w układzie, gdzie napięcie jest duże - około 100V, wtedy 10% nie robi drastycznej różnicy. Ale w układzie na 15V, jak napięcie skacze między 15V, a 5V?

    Straty w uzwojeniach nie rosną gwałtownie przy zwiększaniu pojemności (choć trochę rosną) - przy ładowaniu akumulatora mamy bardzo dużą ("nieskończoną") pojemność, a straty są ograniczone.
  • Moderator Projektowanie
    _lazor_ napisał:
    Wchodzenie w szczegóły to jest trochę kiepski pomysł

    Owszem - tam gdzie te szczegóły nie maja (większego) znaczenia.
    Tu mają duże znaczenie, bo
    _jta_ napisał:
    czy tętnienia 10V są w porządku? Może w układzie, gdzie napięcie jest duże - około 100V, wtedy 10% nie robi drastycznej różnicy. Ale w układzie na 15V, jak napięcie skacze między 15V, a 5V?

    Dokładnie tak.
    _lazor_ napisał:
    zasada 1mF na 1A dla wyprostowanego przebiegu sinusoidalnego jest w porządku, dla OGÓLNYCH zastosowań.

    Stara zasada mówi, że jak coś jest do wszystkiego to jest "do niczego".
    _jta_ napisał:
    przy ładowaniu akumulatora mamy bardzo dużą ("nieskończoną") pojemność, a straty są ograniczone.

    Są ograniczone - właśnie, najczęściej przez rezystancje "po drodze" - np. przewody (zwykle długie), bocznik amperomierza, czasem stosuje się opornik ograniczający, wreszcie sama rezystancja wewn. transformatora - w sumie te rezystancje ograniczają wartość prądu.
  • Poziom 35  
    trymer01 napisał:
    Zwróć uwagę na to, że prąd pobierany jest z transformatora krótkimi i wąskimi "szpilkami" - im większa pojemność kondensatora filtrującego tym większa wartość tego prądu I, a przecież moc strat P na rezystancji uzwojeń R (wydzielana w postaci ciepła) określana jest wzorem P=RI?. Dla bilansu ładunku Q=It, zwiększając C zwiększasz I oraz zmniejszasz t, ale dla mocy strat I jest w kwadracie...

    Duże znaczenie ma więc impedancja transformatora i charakterystyka diod, prawda?
  • Specjalista elektronik
    Jakieś ograniczenie prądu (a przez to strat) zapewnia oporność uzwojeń + indukcyjność rozproszenia, czasem stosuje się dodatkowo opornik (kiedyś stosowało się dławik, ale to chyba wyszło z mody, bo dławiki o odpowiednich parametrach są nieco drogie). Może nieco obliczeń, żeby pokazać, jak działa oporność uzwojeń.

    Typowy transformator o mocy parudziesięciu VA przy nominalnym obciążeniu obniża napięcie o 10% - powiedzmy, że mamy transformator, który nominalnie daje 10V~, a bez obciążenia 11.1V~, na razie nie liczymy spadku napięcia na diodach (nie zrobi różnicy to, czy jest spadek napięcia na diodach, czy napięcie na kondensatorze), prąd ma płynąć przez 1/3 czasu, wtedy amplituda napięcia (bez obciążenia) będzie 15.7V, diody będą przewodzić, kiedy napięcie będzie ponad 13.6V, szczytowy prąd będzie prawie 2X większy od nominalnego skutecznego, w czasie przewodzenia diod grzanie uzwojeń będzie prawie 2X większe od tego, co ma być przy nominalnym obciążeniu, więc średnie ponad 1.5X mniejsze (bo prąd płynie tylko przez 1/3 czasu). Uzyskamy prąd wyprostowany około 4/9 nominalnego, napięcie (tu można odliczyć spadek napięcia na diodach, powiedzmy 1.6V) 12V (6/5 nominalnego), moc 8/15 nominalnej. Przegrzanie transformatora może grozić, jeśli obciążymy zasilacz tak, że napięcie na kondensatorze będzie mniejsze, a kąt przewodzenia diod większy.

    Ale to dla transformatora o stosunkowo małej mocy - przy znacznie większej mocy oporność uzwojeń powoduje znacznie mniejszy spadek napięcia i prąd szczytowy przy takim samym kącie przewodzenia diod będzie większy - wtedy może się okazać, że mamy nie 2/3 takiego grzania uzwojeń, na jakie projektowano ten transformator, a więcej, nawet więcej, niż projektowano.

    W temacie o automatycznym prostowniku do ładowania akumulatorów zamieściłem program do obliczania parametrów układu prostownika - w tym prądu wyprostowanego, skutecznego, obciążenia transformatora...
  • Moderator Projektowanie
    _jta_ napisał:
    Jakieś ograniczenie prądu (a przez to strat) zapewnia oporność uzwojeń + indukcyjność rozproszenia, czasem stosuje się dodatkowo opornik (kiedyś stosowało się dławik, ale to chyba wyszło z mody, bo dławiki o odpowiednich parametrach są nieco drogie). Może nieco obliczeń, żeby pokazać, jak działa oporność uzwojeń.


    Zamiast zwykłego rezystora użyć termistora, który jak najbardziej spełnia warunek ograniczenia prądu ładowania kondensatorów.
    Jak już wchodzicie tak głęboko w w budowę transformatora to chce zaznaczyć, że transformator też ma prąd udarowy załączenia, tak zwany prąd łączeniowy. Jednak on w transformatorach małej mocy nadal nie ma znaczenia.
  • Poziom 35  
    _lazor_ napisał:

    Zamiast zwykłego rezystora użyć termistora, który jak najbardziej spełnia warunek ograniczenia prądu ładowania kondensatorów.

    Poczytaj dokładnie.
    Dyskusja nie jest o prądzie rozruchowym.