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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensatorbank - Spannungsanzeige


Autor: Br4in (Gast)
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Hi.
Ich spiele mit dem Gedanken meinem Tesla-Trafo der Sicherheit halber 
eine Spannungsanzeige an der Kondensatorbank zu spendieren, sodass man 
sieht ob sie bereits vollständig entladen sind.
Die Kondensatorbank ist soweit fertig, siehe 
[[Beitrag "Kondensatoren in Reihe"]].
Sie besteht aus 33 470nF Kondensatoren mit jeweils 700VAC 
Spannungsfestigkeit in Reihe. Jedem C werden 2 in Reihe geschaltete 
3,9Ohm Widerstände parallel geschaltet.
Es ergibt sich also bei 9kV eine Spannung von 272.72V an jedem 
Kondensator und eine Entladezeit von t = 5RC = 18.33s
Außerdem fällt an jedem R ein Strom von I = U/R = 35µA an.

Meine Idee war nun zunächst eine Messung der Spannung parallel zu einem 
Kondensator in der Kondensatorbank.
Nun habe ich ja während des Betriebes des Tesla-Trafos Wechselspannung 
anliegen, beim Entladen jedoch Gleichspannung mit unbekannter Polarität.
Ich dachte nun an ein Drehspulinstrument mit Gleichrichterbrücke, da 
eine AC-Messung mit Dreheiseninstrument wegen der Leistung, die 
verbraten wird denke ich nicht in Frage kommt.
Ist das mit einem 300- oder 500V-Drehspulinstrument zu realisieren? 
Wasfür einen Widerstand haben diese Instrumente in der Regel? Gibt es 
eine einfachere Möglichkeit, oder soll ichs gleich bleiben lassen?

Schöner wäre natürlich eine Warnanzeige mit einer großen LED, die so 
lange leuchtet (und nicht brennt...), bis die Kondensatoren entladen 
sind, das ist aber denke ich nicht zu verwirklichen?

Gruß, Br4in

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Meine LED leuchten noch komfortabel bei 100uA, dh allenfalls leuchten 
sie auch noch mit 35uA.

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
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Vergiss mal bitte ganz schnell wieder, an einen der Kondensatoren 
irgendeine Schalttung zu hängen.
Dann wird der nämlich belastet, und alle anderen nicht. Damit werden die 
Kondensatoren ungleichmäßig geladen.
Außerdem ist der Kondensator mit der Messschaltung dann schneller 
entladen als die anderen. Daher können an den restlichen 32 
Kondensatoren noch gefährliche Spannungen anliegen.

Ich würde eine Glimmlampe nehmen. Bei 100µA leuchtet die schon deutlich 
sichtbar.
Die Glimmlampe wird dann über einen entsprechenden Widerstand an die 
ganze Kondensatorbank anschließen. Wenn die Bank max. 10kV hat, dann 
wären 100MOhm gut. Also z.B. 21 4,7MOhm Widerstände in Reihe.
An dem Widerstand wird auch nur ca. 1W Leistung abfallen.
Die Glimmlampe erlischt dann, wenn die Kondensatoren unter ca. 70V 
haben, also sich auf eine recht ungefährliche Spannung entladen haben.

Natürlich kannst du auch ein Analog-Voltmeter verwenden, sofern es mit 
wenig genug Strom auskommt.
Ein Amperemeter wäre aber fast besser, die gibt't nämlich auch mit 
50...100µA. Das Amperemeter wird dann über einen entsprechenden 
Vorwiderstand an die Kondensatorbank angeschlossen und zeigt somit die 
Spannung an (siehe Ohmsches Gesetz; der Strom über den Widerstand ist 
direkt proportional zur Spannung).

Den Innenwiderstand des Amperemeters kannst du dabei vernachlässigen, 
der ist mit ein paar kOhm gegenüber den ca. 100MOhm des Vorwiderstands 
verschwindend gering.

Autor: holger (Gast)
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>Ein Amperemeter wäre aber fast besser, die gibt't nämlich auch mit
>50...100µA. Das Amperemeter wird dann über einen entsprechenden
>Vorwiderstand an die Kondensatorbank angeschlossen und zeigt somit die
>Spannung an (siehe Ohmsches Gesetz; der Strom über den Widerstand ist
>direkt proportional zur Spannung).

>Den Innenwiderstand des Amperemeters kannst du dabei vernachlässigen,
>der ist mit ein paar kOhm gegenüber den ca. 100MOhm des Vorwiderstands
>verschwindend gering.

Da leidet wohl jemand an Hirnstrudeln;)

Autor: Peter R. (pnu)
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Wer die Hirnstrudel hat, ist ganz klar: Holger, rate mal, wer.

Hier zeigt sich wieder mal, wie gut ein Schaltbild sein kann.

Autor: 3m TeslaCoil Besitzer (Gast)
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Guten Abend allerseits,

ich habe eine ganz einfache Methode, den C sicher zu machen: Nach dem 
Betrieb einen Kurzschlussbügel an die Funkenstrecke montieren. Hab mir 
dazu eine Vorrichtung gebaut, in die ich ein Cu-Rohr lege, welches die 
FS überbrückt. Messen ist zwar schön und gut, aber nicht sicher. Gut, 
0,6J gehen noch. Ich fasse meinen C (180nF, 40kV, 144J) niemals ohne 
vorherigen Kurzschluss des selben an.

Autor: Br4in (Gast)
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Okay, erstmal danke an alle.

@Markus F.:
Dass es problematisch ist, etwas an einen der Kondensatoren 
anzuschließen war gerade das, worum ich mir Sorgen gemacht habe.
Die Idee mit der Glimmlampe gefällt mir noch besser als die mit dem 
Messgerät, ich denke so lässt sich das machen.

@3m TeslaCoil Besitzer:
Es ist denke ich egal, ob man nun Widerstände oder eine Brücke verwendet 
- Die Brücke kann allerdings vergessen werden, die Widerstände sind fest 
angeschlossen. Ich halte die Lösung mit der Entladung über Widerstände 
deshallb für schöner - das ist aber wohl Geschmackssache. Was noch fehlt 
ist eben ein Indikator, dass alles schön entladen wird.

Gruß, Br4in

Autor: Br4in (Gast)
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Hi nochmal.

Ich habe mir nun eine Glimmlampe besorgt für 230V und habe beim 
Netzbetrieb 1.5mA gemessen.
Diese soll dann incl. Vorwiderstand Parallel zur Kondensatorbank 
geschaltet werden, die während der Trafo läuft mit 9kV gespeisst wird 
und sich nach dem Betrieb über einzelne Parallelwiderstände über jedem C 
entlädt.

@Markus F., ich habe Schwierigkeiten bei deiner Rechnung, vlt kannst du 
dir das nochmal anschauen:

Wenn ich einen Vorwiderstand in Reihe benutze, dann berechnet der sich 
ja aus (9kV - 230V) * 1.5mA = 6.0MOhm

Bei 100µA schaut doch der Widerstand der Lampe schonwieder ganz anders 
aus, das kann ich doch linear eigentlich garnicht richtig berechnen 
oder?
Habe leider kein Datenblatt zur Glimmlampe, nur hier eine generelle 
Kennlinie gefunden:
http://www.planet-schule.de/warum/gluehlampe/theme...

Wie kommst du auf die 70V, bei denen die Glimmlampe erlöschen soll?

Gruß, Br4in

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Br4in schrieb:
>
> Wie kommst du auf die 70V, bei denen die Glimmlampe erlöschen soll?
>

Weil das einen gängigen Praxiswert der meisten Glimmlampen darstellt.

Autor: Br4in (Gast)
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Hmm okay, nun habe ich aber noch den Vorwiderstand in Reihe - die 
Glimmlampe wird also schon bei deutlich höherer Spannung erlöschen, 
abhängig vom eigenen Widerstand!?
Markus hatte geschrieben bei 70V Kondensatorspannung, das hat mich 
stutzig gemacht.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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das ist gleichspannung, die glimmlampe wird recht stabil leuchten wenn 
die entladung erstmal brennt, auch wenn es zum ende hin fast nicht mehr 
zu sehen sein wird.

bei dem widerstand achte ein wenig drauf, daß der entsprechend 
spannungsfest wird. sonst wird die glimmlampe zur blitzröhre. normale 
1/4W widerstände sind nur für 250V gut. beim basteln "wo es egal ist 
wenns mal raucht" vielleicht 500V, aber viel mehr würd ich da nicht 
draufgeben.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Br4in (Gast)

>Es ist denke ich egal, ob man nun Widerstände oder eine Brücke verwendet

Nöö, ist es nicht. JEder der im BEreich Energietechnik/Hochspannung 
arbeitet kennt die 5 Sicherheitsregeln, und wer an einer längeren 
Karriere bei guter Gesundheit Interesse hat, befolgt sie auch IMMMER!

- >Die Brücke kann allerdings vergessen werden,

Nöö, siehe Regel Nr. 4!

> die Widerstände sind fest angeschlossen. Ich halte die Lösung mit der
> Entladung über Widerstände
>deshallb für schöner - das ist aber wohl Geschmackssache.

Nö.

> Was noch fehlt ist eben ein Indikator, dass alles schön entladen wird.

Das ist nur EIN Hilfsmittel.

1.) Freischalten
2.) Gegen Wiedereinschalten sichern
3.) Auf Spannungsfreiheit prüfen (deine Glimlampe)
4.) Erden und Kurzschliessen (IMMER bei HV-Kondensatoren!)
5.) Benachbarte spannungsführende Teile abdecken

MFG
Falk

P S Damit es im Fall eine Falles nicht so knallt werden HV-Kondensatoren 
meist erst "sachte" entladen und dann erst hart geerdet und 
kurzgeschlossen.

Autor: Br4in (Gast)
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Nun ist es in meinem Fall aber so, dass die Kondensatoren ohnehin mit 
dem Trafo verbunden sind und sich über den Wicklungswiderstand entladen 
sollten, wenn ich ihn abschalte.
Die parallel geschalteten Widerstände sind eigentlich zusätzliche 
Sicherheit, falls es - aus welchen Gründen auch immer - zu Ausfällen 
kommen sollte. Die Lampe als zusätzlicher Indikator, ob noch Saft auf 
den Kondensatoren ist, ist dann bereits die dritte Instanz.

Ich werde trotzdem darüber nachdenken, eine zusätzliche 
Kurzschlussbrücke einzubauen, der Thread soll jetzt aber nicht zur 
Sicherheitsbelehrung übergehen, ich bin da generell sehr vorsichtig und 
prüfe lieber 3x bevor ich etwas anfasse.

Es bleibt allerdings die Frage, bei welcher Kondensatorspannung die 
Glimmlampe erlischt.
Das wird sich wohl nur herausfinden lassen, indem ich selbst eine 
Widerstandskurve für die Birne erstelle, da es scheinbar leider kein 
Datenblatt zu der Glimmlampe gibt und dann daraus die Spannung errechne.
Oder gibt es noch einen einfacheren Weg?
Es handelt sich um diese Lampe hier:
http://www.reichelt.de/?ACTION=3;ARTICLE=10283;PROVID=2402

Danke für die Antworten!

Gruß, Br4in

Autor: Flo (Gast)
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Übrigens:
Reihenvorwiederstand errechnet sich durch:

               gewünschter Spannungsabfall am Widerstand
Widerstand =   -----------------------------------------
               Strom durch den Widerstand

In deiner Formel ist ein Mal drin.

Autor: Valentin Buck (nitnelav) Benutzerseite
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Wie wäre es mit einem Folienelektrometer?
Das ginge doch auch!
Bei meiner Teslaspule nehme ich allerdings einfach Glühlampen + dicken 
Vrowiederstand zum Entladen der C's. Wenn der Draht dann kaum noch 
glimmt einfach noch mal kurzschließen.
Ansonsten nimm ein langes Glasrohr, einen dünnen langen Glasstab und 
wickel da Konstantandraht rum. Am Ende sollte das ding schon ein paar 
MOhm haben (AUSRECHNEN!).

Das Glasrohr füllst du mit Stickstoff(nicht so gut), Helium (schon 
besser) oder du pumpst die Luft raus (am Besten).
Dann kannst du dieses Rohr parralel zur kompletten C-Bank schalten und 
wenns nicht mehr glüht kurzschließen.
Valentin

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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> Nun ist es in meinem Fall aber so, dass die Kondensatoren ohnehin mit
> dem Trafo verbunden sind und sich über den Wicklungswiderstand entladen
> sollten, wenn ich ihn abschalte.
da ist bestimmt noch irgendeine gemeine diode zwischen und schon entlädt 
sich da nichts mehr.

versuch die spannung langsam hochzufahren, dann kannst du messen wann 
die birne an oder aus geht. oder besorg dir einen hochspannungstastkopf 
fürs oszi.

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