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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Innenwiderstand Kondensator ermitteln


Autor: May (Gast)
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Wie kann man  den Innenwiderstand eines Kondensator ermitteln.
Ich würde eine Wechselspannung anlegen und Spannung und Strom mit dem 
Oscillocscope messen.
Über den Winkel Spannung/Strom (bei R=0 Ohm => -90°) berechne ich den 
Innenwiderstand.
Soweit die Theorie. Und wie macht man das Praktisch?
Bereite gerade ein Praktikum vor und sehe die Lösung nicht.
(Also Ihr sollt hier NICHT meine Aufgaben lösen aber ein Tip währe 
wirklich gut)
Danke.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Mit einem Oszilloskop wirst Du derart kleine Winkel nicht ermitteln 
können ("messen" sowieso nicht).

Autor: May (Gast)
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@ Johannes M.
Das geht gut wenn man die Nulldurchgänge betrachtet (AC) und diese
genügend Vergrößert.

Autor: Roland Bumm (rolandb)
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Hast du nen f-Bereich. Irgendwann kommt der Skineffekt zum tragen. R-> 
steigt

Was für C-Typ?

Hm, R ist doch auch bei DC vorhanden. Also, DC anlegen und gucken was 
rauskommt an Strom. Spannung gleichzeitig über C messen und R berechnen? 
Wie warn dass? Vierpunktmessung?
Aber wie gesagt R ist abhängig von f. Somit hast du ne nicht konstante R 
Kennlinie über f.


mfg

Autor: May (Gast)
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ich nehme zB. einen C mit 100uF 16V und 25V.
Habe einen Digital Osci., Messwiderstände und ein Generator mit Sinus, 
Rechteck.
Vom 0.1 Hz bis 3 Mhz.(und Taschenrechner :-) ) Damit soll der
Innenwiderstand ermittelt werden.

Autor: Sven (Gast)
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Wechselstrom-Meßbrücke mit R- und C-Anteil.

Autor: May (Gast)
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Skineffekt

Aus Wiki
Frequenz
δ
50 Hz  9,38 mm
  60 Hz  8,57 mm
  1 kHz  2,10 mm
  5 kHz  0,94 mm
  10 kHz  0,66 mm
  50 kHz  0,30 mm
  100 kHz  0,21 mm
  500 kHz  0,094 mm = 94 µm
  1 MHz  0,066 mm = 66 µm
  10 MHz  0,021 mm = 21 µm
  100 MHz  6,6 µm
  1 GHz  2,1 µm
  10 GHz  0,7 µm
  100 GHz  0,2 µm

So eine Folie in einem C ist sicher dünner als 0,1mm
Also sollte bis 500khz dort nicht zu be(achten)trachten.

Autor: May (Gast)
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>Wechselstrom-Meßbrücke<

Habe ich nicht zur Verfügung.

Autor: Roland Bumm (rolandb)
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May wrote:
>>Wechselstrom-Meßbrücke<
>
> Habe ich nicht zur Verfügung.

bauen?

öhm, hat dein C keine Anschlusspins?

Autor: Roland Bumm (rolandb)
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May wrote:
> Skineffekt
>
> Aus Wiki
> Frequenz
> δ
> 50 Hz  9,38 mm
>   60 Hz  8,57 mm
>   1 kHz  2,10 mm
>   5 kHz  0,94 mm
>   10 kHz  0,66 mm
>   50 kHz  0,30 mm
>   100 kHz  0,21 mm
>   500 kHz  0,094 mm = 94 µm
>   1 MHz  0,066 mm = 66 µm
>   10 MHz  0,021 mm = 21 µm
>   100 MHz  6,6 µm
>   1 GHz  2,1 µm
>   10 GHz  0,7 µm
>   100 GHz  0,2 µm
>
> So eine Folie in einem C ist sicher dünner als 0,1mm
> Also sollte bis 500khz dort nicht zu be(achten)trachten.

äquivalente Leitschichtdicke δ , dh heisst bei konstannten Strom hast du 
bei 500khz nur noch ca 1/100 deiner Leitung als Leiter zu Verfügung.

Was sollst du denn messen? R(f) ?

mfg

Autor: May (Gast)
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Auch mit den Messwiderstände selber aufbauen.. Ich dachte an den Kasten 
der im  Labor steht. Dazu brauchte ich aber ein bekannten C.
und den habe ich leider nicht.
Ich kann mir nur vorstellen einen Messwiderstand in reihe zum
C schalten und mit und ohne den Winkel zu messen. .......Denk denk

Autor: May (Gast)
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@ Roland Bumm sehe mal 3..4 Beiträge höher

Autor: Wolf (Gast)
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Büchlein von H&B:

Für die Praxis: bei 50Hz rein sinusförmig gilt:
Bei einer Meßspannung von 3,18V

      1mA _ 1uF

vorausgesetzt, daß der Kondensator verlustfrei ist.

Ferner:    1 Ohm _ 3200uF
          10 Ogm _  320uF
         100 Ohm _   32uF
           1 Mohm_ 3200pF
          10M Ohm_ 320pF
         100M Ohm_  32pF

Autor: May (Gast)
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Also noch mal:  Wie kann man  den Innenwiderstand eines Kondensator 
ermitteln.
Geräte:
Digital Osci.,
Messwiderstände
ein Generator mit Sinus,
Rechteck.
Vom 0.1 Hz bis 3 Mhz.
und Taschenrechner

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Wenn Du tatsächlich meinst, Du könntest auf einem Oszi die 
Nulldurchgänge ausreichend genau ablesen (was nebenbei ein hochwertiges 
Oszi, eine astreine Sinusquelle sowie u.U. eine lebhafte Fantasie 
voraussetzt), wo liegt dann das Problem? In der Umrechnung 
"Verlustwinkel => Verlustwiderstand"?

Autor: Gast (Gast)
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Such mal nach ESR hier im Forum da findet sich so einiges.

Autor: Roland Bumm (rolandb)
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May wrote:
> Auch mit den Messwiderstände selber aufbauen.. Ich dachte an den Kasten
> der im  Labor steht. Dazu brauchte ich aber ein bekannten C.
> und den habe ich leider nicht.
> Ich kann mir nur vorstellen einen Messwiderstand in reihe zum
> C schalten und mit und ohne den Winkel zu messen. .......Denk denk

Dann bekommst doch den Blindwiderstand raus aber nicht den R. Wenn ich 
mich richtig erinnere gibt es verschiedene Modelle, die von deiner f und 
deinem C-Typ abhängen.

Was soll ich den 3..4 Beiträge höher? Die Frage ist erstmal was DU für 
Randbedingungen hast.

Es ist nicht so einfach deine Frage zu beantworten. Es ist aber nunmal 
Fakt das der ohmsche Anteil deines C eine Funktion der Frequenz ist!

--
oha. Du meinst mit Innenwiderstand Blindwiderstand?? Und wir reden nicht 
von der Güte????

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Roland Bumm wrote:
> oha. Du meinst mit Innenwiderstand Blindwiderstand??
Das wäre was ganz Anderes. Aus dem OP schließe ich aber mal, dass er 
tatsächlich den Verlustwiderstand (also den ohmschen Anteil der 
Impedanz) meint, auch wenn sein Geschreibsel manchmal etwas schwer 
verständlich ist.

Autor: May (Gast)
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Autor: Roland Bumm (rolandb)
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May wrote:
> Habs:
> http://www.elv-downloads.de/service/manuals/ESR1/E...

Was du da hast ist toll. DU solltest aber wissen was du messen willst. 
Also sage uns dochmal bitte was du willst? Blindwiderstand oder diesen 
ESR bei 60kHz? Mess doch mal dann mit den 3Mhz Sinus...

Also, was willst du messen?


btw:
Das du den Rechteck Generator in die Ecke stellen kannst und der Sinus 
nur sinnvolle Werte dir gibt weisst du aber auch?


mfg

Autor: May (Gast)
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Entschuldigung wenn man nicht nicht versteht:
Ich möchte den "Innenwiderstand Kondensator ermitteln"
Ich möchte nicht den Blindwiderstand und auch nicht  den 
Isolationswiderstand ermitteln.
Und der  Innenwiderstand  eines Kondensators nennt sich ESR,
das habe ich gerade gelernt.

Danke allen

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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May wrote:
> Und der  Innenwiderstand  eines Kondensators nennt sich ESR,
> das habe ich gerade gelernt.
ESR ist eine Abkürzung für "Equivalent Series Resistance" und bezeichnet 
im Serienersatzschaltbild den ohmschen Anteil der Impedanz, also den 
Anteil, der Verluste verursacht. Wenn man den Isolationswiderstand als 
vernachlässigbar groß annimmt, dann kann man mit dem 
Serienersatzschaltbild ganz gut arbeiten. Und ob man das ganze dann 
"Verlustwiderstand" oder "ESR" nennt, spielt praktisch keine Rolle. Es 
ist dasselbe! Und aus dem Verlustwinkel bzw. dessen Tangens lässt sich 
dieser ohmsche Anteil errechnen.

Autor: Reinhard B. (brainstorm)
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Spannungssprung mit Rechteckgenerator an den Kondensator. e-Funktion am 
Oszi angucken. Ganz am Anfang sollte ein kleiner Sprung sichtbar sein, 
bevor die eigentliche e-Fkt. beginnt. Der Spannungssprung entspricht in 
der Höhe dem Ausgang des Spannungsteilers ESR/(Ri+ESR). Ri...Innenwdst. 
Generator.

Klappt zumindest bei billigen Elkos ;-)

mfg

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Reinhard B. wrote:
> Klappt zumindest bei billigen Elkos ;-)
Naja, grad die haben ja auch einen horrenden ESR... Bei den Dingern kann 
man aber dann den Verlustwinkel möglicherweise auch tatsächlich direkt 
am Oszi ablesen.

Autor: Wolf (Gast)
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Wenn Massenfrabrikation einsetzt, fällt der Preis, auch bei excellenter 
Qualität.

Autor: Dirk K__ (dirk_k)
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Autor: Detlef _a (detlef_a)
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Neben ESR ist 'tangens Delta', wie von johnny-m oben erwähnt, das 
korrekte Stichwort. tanD hängt vom C und vom Serien-R (ESR, 
Innenwiderstand ....) ab. TanD wird mit einer tanD-Messung gemessen ;-) 
: Referenz C (bekanntes tanD) und device under Test an 
Wechselspannungsquelle in Serie, dann Phasenverschiebung der beiden 
Spannungen messen. Das ganze geht hochgenau, bis in den Bereich von 1e-6 
rad.
Zur speziellen Meßaufgabe: Dein unbekanntes C in Serie mit gutem FilmC 
gleicher Größe, Funktionsgenerator dran, mit Soundkarte die beiden 
Spannungen messen, mit FFT Phasenverschiebung bestimmen, rechnen und gut 
is.

Cheers
Detlef

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