給定c = q / v,即使我將其連接到更高的V,它的電荷Q也會成比例地減小嗎?那為什麼要損壞我的電容器呢?還是內部電場會變得過高而導致電介質擊穿?還是會由於自發熱大大增加而變得太漏水然後過熱?
給定c = q / v,即使我將其連接到更高的V,它的電荷Q也會成比例地減小嗎?那為什麼要損壞我的電容器呢?還是內部電場會變得過高而導致電介質擊穿?還是會由於自發熱大大增加而變得太漏水然後過熱?
字面上的答案是這個:
有三個燒斷的電容器。可以看到兩個是仍在適當位置的灰色材料的螺旋形,第三個僅是底部和內部端子。它們的額定電壓均為6.3V,但是,由於電源穩壓器發生故障,它們均連接至高達7.5V的電壓。有人認為可以忽略不計,但是第三個電容器的外罐用力炸開了,它在一塊3mm的塑料片(約80mm的距離)上打了一個洞,然後自己嵌入另一側的電池中。 / p>
所有棕色的東西都是類似於紙板的纖維材料,無處不在。我不知道電容器在暴露於空氣中時是否會變乾,但我確實知道電容器會像膠水一樣粘在其上。
您必須小心使用這些方程式。
c = q / v,Q = CV,看起來都很不錯,但是它們僅在適用的範圍內應用。
對於電容器的限制之一是保持電壓足夠低,以使電容器電介質保持完整。隨著端子電壓的增加,電應力在電介質上會增加,最終會擊穿。發生這種情況時,您將不再有電容器。在最好的情況下,您會出現短路或斷路的情況。在最壞的情況下,您的實驗室裡會充滿煙霧和/或去急診室。
電容器製造商在打印電容器蓋不再成為電容器之前所能承受的最大電壓方面非常有幫助。通常,以電容器壽命為代價,您可以超出幾個百分點。如果超出10%的百分比,則會發現電容器的壽命變為零。
如果您想知道為什麼現實世界中發生了某些事情,則需要比純理論公式更複雜的模型。
電容器是如何製造的?它們是兩片導電材料薄片,在它們之間放置了一層電絕緣材料薄片。電容由這些薄片的幾何形狀給定。您需要更薄的絕緣體或更大的表面才能獲得更高的容量。
從理論上講,絕緣體不允許電子流過。現實生活中的材料的行為有所不同。施加足夠的電壓後,任何絕緣體都會被迫讓電子流過。
發生這種情況的擊穿電壓取決於材料,還取決於其幾何形狀。較薄的絕緣體薄層將在比較厚的絕緣體層低的電壓下擊穿。
這種擊穿現象通常具有很高的能量,因為少量的電流會隨著熱量散發到隔離器的巨大電阻上。這也可能是過電壓擊穿的實際現象的簡化。化學反應也可能發生,這會改變電容器的性能。
因此,如果您想製造一個高容量的小型電容器,則必須將其限制在低電壓下。因此,高電壓,高電容的電容器很大。
每個@andy需要以正確的方式應用該公式。
每個@andy並由@ user44635預測,當電壓升高到某個極限以上時,電容器將失效。
故障的方式及其影響取決於
@ceteras向@ user44635添加了一些有用的見解,並顯示了我們在處理內容時必須始終了解理論和實際關係。
影響可能微不足道-抽煙或危險,威脅生命和災難性。
在1960年代的一次事件中,我父親製造的一個相對較小的電容器-我認為約為33pF-(大約150mm x 25mm平方)引起了很多附帶損害。一個約有10萬人的小鎮在一個週末沒有照明。上限位於33kV或100kV AC線上。它被用作電容分壓器的一部分,用於電壓測量。
由於設計和製造缺陷而失敗。我不記得有人被殺或受重傷。這種情況很容易發生。
每@Loren,計算得出的結果如下:33kV和33pF(這似乎是我記得他們被標記為)
\ $ \ frac {1} {2} CV ^ 2 = \ frac {1} {2} \ times(33 \ times 10 ^ {-12})\ times(33 \ times 1.4 \ times 10 ^ 3)^ 2 \ $
= 〜35mJ(e&oe感謝@peter @loren)
係數1.4校正了RMS->峰值電壓,電容在峰值時趨於失效。
電容需要放電在1ms的區域內產生35W的功率(可能更快)。
@ 100kV,您獲得的能量和功率是9倍的320mJ。
電介質發生故障,可能是由於缺陷造成的。整個城鎮的供應(即使在那幾天也有數個MVA)被重新導向了瓶蓋,空氣被離子化了,剩下的就是歷史了。熱端應該是匯流排,接地端連接到另一個帽蓋上,作為與霓虹燈面板指示器平行的分隔器。
足以喚醒操作員,但別無其他。電力線通過電離空氣的貢獻將持續更長的時間並造成損壞。
存在
大功率高壓大電流電容器電感器各種形式的高能電氣系統
能量可以在電路異常的電壓和電流下快速存儲和釋放。
@Charlie顯示了一個很好的低電壓示例。
在失效模式下,電解蓋很有趣,因為流體(通常為凝膠狀)可能會沸騰,並由於佔據其內部的大量熱氣而引起爆炸性破壞。在爆炸並釋放過熱蒸汽之前,它們可能達到100攝氏度以上的溫度。
工程師必須始終關心自己和他人的安全。
為電容器充電總是有一定的風險,因為即使由於製造,搬運,環境或任何其他原因而在額定範圍內操作,電容器也可能會發生故障。
Q = CV因此,如果電容保持恆定並且您提高電壓,則電荷必須增加。將電容器連接到超過其額定值的電壓要求冒煙或什至燃放一些煙火。