Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kondensator selber herstellen (Experiment


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von Mc K. (mc_k)


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Hallo,

Ich möchte am Wochenende ein Experiment durchführen, ich und ein kumpel 
möchten just for fun einen Kondensator aus 2 Rollen Frischhaltefolie 
(12µ)und Aluminiumfolie herstellen. Vorher möchte ich die Kapazität 
berechnen. Mit allen Formeln, die ich gefunden habe kam ich auf eine 
utopische Kapazität...


Ich bin sehr versiert in der elektronik, das bedeutet, dass ich ein sehr 
gutes Gefühl für elektronische Schaltungen habe. Wenn ich eine Analoge 
Schaltung sehe, erkenne ich sofort die Funktion. Bei Leiterbahnen habe 
ich auch ein gutes gefühl, für Verluste (durch resultierenden 
Widerstand) Kondensatoren hingegen sind schwierig einzuschätzen. Die 
Baugröße sagt natürlich nicht direkt etwas über die Kapazität aus, da 
die Spannungsfestigkeit auch auf die Baugröße Auswirkungen hat

Folienkondensatoren sind ja relativ klein, aber ich kann die 
Spannungsfestigkeit der Folienkondensatoren mit der entstehenden 
Spannungsfestigkeit durch die Frischhaltefolie (12µ) nicht einschätzen.

Ich möchte meine vorabberechnungen nicht angeben, um unbefangene 
Vergleiche zu haben.

MfG

von Hp M. (nachtmix)


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Mc K. schrieb:
> aber ich kann die
> Spannungsfestigkeit der Folienkondensatoren mit der entstehenden
> Spannungsfestigkeit durch die Frischhaltefolie (12µ) nicht einschätzen.

Sofern die Folie keine Löcher hat, ist die Spannungsfesigkeit hoch 
genug.
Für Kondensatormikrofon werden allerdings keine PE-Folien verwendet, 
sondern  metallisierte Polyesterfolien. Die gibt es bei den 
Kondensatorherstellern bis herab zu 1µm.
Ich würde mal an die Verwendung eines Schnipsels von einer 
metallisierten Rettungsdecke denken.

von Teo D. (teoderix)


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von Mc K. (mc_k)


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Es geht uns einfach nur darum, zu sehen, welche Kapazität man mit 
Aluminiumfolie und Frischhaltefolie durch einfaches ineinanderrollen 
erreichen kann.

Also Wirtschaftlichkeit und Spannungsfestigkeit ist für uns 
uninterresant...

Ich finde es ist wichtig, alles zu hinterfragen und zu überprüfen. 
Dadurch entsteht dieses "Gefühl" von dem ich geschrieben habe, wenn man 
solche experimente macht, bekommt man ein Gefühl von dem, was dahinter 
steckt.

von Teo D. (teoderix)


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Sorry, ich hab einfach nur herum gerätselt, was du fragen wolltest!

von Sven D. (Gast)


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Mc K. schrieb:
> Es geht uns einfach nur darum, zu sehen, welche Kapazität man mit
> Aluminiumfolie und Frischhaltefolie durch einfaches ineinanderrollen
> erreichen kann.

Dann probiert es aus.

von Michael B. (laberkopp)


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Mc K. schrieb:
> aber ich kann die
> Spannungsfestigkeit der Folienkondensatoren mit der entstehenden
> Spannungsfestigkeit durch die Frischhaltefolie (12µ) nicht einschätzen.

Sie entspricht 12um Entfernung durch Luft, denn Frischhaltefolie hat 
viele Löcher. Man sollte mindestens 3 überienander legen, damit die 
Wahrscheinlichkeit, daß 2 Löcher nahe beisammen sind, gering genug ist.

Mc K. schrieb:
> Mit allen Formeln, die ich gefunden habe kam ich auf eine
> utopische Kapazität

Wenn du die ganzen Rollen verbrauchst, 30cm breit und 30m lang ?
Komme ich auf 1uF (bei 12um PE Folie). Vorausgesetzt, du kannst so 
stramm wickeln.

: Bearbeitet durch User
von kappa (Gast)


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Epsilon0 sind ja 8.85picoSalami
EpsilonR von PE ist 2.4

Folie ist d= 0,000012m dick.

Wenn Du also ein DINA4 (0,0625m²) großen Kondensator aus 2x Alu und 1x 
PE hast, komm ich mit

C=e0  er  A / d

auf etwa 100nF

von Bernhard S. (gmb)


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Ich habe vor Jahren sowas selbst schon probiert, ich erinnere mich an 
ca. 100nF bei der Größe etwa einer Zigarre.

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Am Ende die nächste Rolle mit 30m drauf ran[legen/löten/kleben] mit 
guter elektr. Verbindung und fleißig weiterwickeln?
usw.?
Ist doch egal wo dick die Rolle am Ende wird. 50cm Durchmesser dürften 
dann aber schon rodentlich ins Geld gehen.
Das Thema hatten wir neulich erst im Energiepsiecherthread.
Bei Verdopplung des Radius wächst die Fläche/Kapazität um den Faktor 
Hundert, so war das glaub ich.

Bei der Spannungsfestigkeit wäre das sicher den Versuch wert.

von Georg M. (g_m)


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Mike B. schrieb:
> Bei Verdopplung des Radius wächst die Fläche/Kapazität um den Faktor
> Hundert, so war das glaub ich.

Da bin ich eher ungläubig.

von Jakob (Gast)


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Aus den Daten der Frischhaltefolie: Material und Dicke
könnte man den Kondensator bei gegebener Breite und
Länge der aufgewickelten Folien recht gut berechnen,

- WENN MAN WÜSSTE, dass keine Luft eingeschlossen wird!
- Wie machst du das mit dem Vakuum???

Mit Lufteinschlüssen kann der C-Wert sehr schnell sehr
viel kleiner werden.

Also: Wundere dich nicht, wenn es nur 1/4 deiner
Abschätzung wird.  :-)

von Mc K. (mc_k)


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Grade das finde ich interessant, ich würde es gerne ohne Lufteinschlüsse 
berechnen und das praktische resultat vergleichen...


Länge und Breite ist ja gegeben, 30cm breite und länge 3m... Aber wie 
ist es, wenn es eingerollt ist? dann sind es ja nicht nur 2 Platten, 
denn die andere platte wird ja nochmal drum gewickelt... also doppelte 
Kapazität?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Mc K. schrieb:
> Länge und Breite ist ja gegeben, 30cm breite und länge 3m... Aber wie
> ist es, wenn es eingerollt ist? dann sind es ja nicht nur 2 Platten,
> denn die andere platte wird ja nochmal drum gewickelt... also doppelte
> Kapazität?

Ja.

Vielleicht bist du da jetzt enttäuscht, aber ihr seid damit nicht die 
Ersten. Burkhard Kainka hat das vor Jahren schon gemacht. Sogar als 
Drehkondensator: http://www.b-kainka.de/bastel5.htm

von Frank (Gast)


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Ich hatte mal einen C aus Alufolie (2x 50cm Länge) und Frischhaltefolie 
gebaut.

Lufteinschlüsse ließen sich quasi nicht vermeiden. Die Kapazität lag bei 
ein paar nF.

Danach habe ich einen Faden mehrfach mit Kraft um den C gewickelt, um 
die Luft so gut es ging zu entfernen.
Das hat die Kapazität um ca. den Faktor 5 erhöht.
Der C war auch erstaunlich spannungsfest. Bis 1000V DC hat er gehalten 
(höher habe ich nicht getestet).

von Mike B. (mike_b97) Benutzerseite


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Georg M. schrieb:
> Mike B. schrieb:
>> Bei Verdopplung des Radius wächst die Fläche/Kapazität um den Faktor
>> Hundert, so war das glaub ich.
>
> Da bin ich eher ungläubig.

Beitrag "Re: Energiespeicher, was haben wir aktuell und wo geht es hin?" ff.

von Jemin K. (jkam)


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Und die Frage wäre? Ich möchte am Wochenende angeln gehen...

von Mc K. (mc_k)


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Naja, das ich nicht der erste bin habe ich mir fast gedacht, da es eben 
so nahe liegt aus den alltagsüblichen Materialien einen Kondensator zu 
basteln... Als ich vor 16 Jahren in der Ausbildung war, war es mein 
erster gedanke, aber damals waren selbst die 15 Mark zu viel geld für so 
ein sinnlose Experiment... heute sieht das anders aus, die neugierde ist 
geblieben aber die finanziellen möglichkeiten haben sich geändert :-D

Dennnoch hat die Google Suche keine Ergebnisse gebracht und die Links 
geben nur ähnliche versuche, wie den Drehkondensator...

Nach wie vor kann ich nicht einschätzen ob die Fläche von 2 
Aluminiumfolienrollen groß ist, wenn ich einen 100nF Folienkondensator 
zerlegt habe flogen mir früher die ganzen plättchen und der glimmer um 
die ohren... aber das waren so viele Plättchen, das die fläche wieder 
groß sein kann... ausserdem ist der glimmer recht dünn, was die 
kapazität erhöht.

Also nach wie vor, keine qualifizierte Aussage über Fläche zu Distanz...

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Mc K. schrieb:
> Ich bin sehr versiert in der elektronik, das bedeutet, dass ich ein sehr
> gutes Gefühl für elektronische Schaltungen habe. Wenn ich eine Analoge
> Schaltung sehe, erkenne ich sofort die Funktion. Bei Leiterbahnen habe
> ich auch ein gutes gefühl...

Angeber!

Und wenn ich Deine Rechtschreibung sehe (Groß- und Kleinschreibung 
ausgewürfelt), habe ich kein gutes Gefühl.

von Kondenser (Gast)


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Dann mach mal einen Schornstein dran damit der Blitz entweichen kann 
beim Durchschlag.

von Der Andere (Gast)


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Mc K. schrieb:
> Ich möchte meine vorabberechnungen nicht angeben, um unbefangene
> Vergleiche zu haben.

Geiler Spruch um sich rauszureden daß man es nicht selbst rechnen kann 
:-)

von Werner H. (werner45)


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@mc_k

Du hattest keinen Folienkondensator, sondern einen Glimmerkondensator 
zerlegt. Bei einem Folientyp hättest Du Folien aus Alu und Plastik 
erhalten.

Qualifizierte Aussagen über Fläche zu Distanz hast Du schon von einigen 
erhalten. Das gibt die Kapazitätsformel her, man kann sie auch in 
Wikipedia besichtigen.
Maßgebend für die Kapazität sind die leitenden Flächen, die sich nah 
gegenüberstehen. Bei einem Wickel also schon doppelt, weil die Folie 
zwei Flächen hat, abzüglich des nötigen Überstands. Natürlich werden 
hier auch zwei Isolierfolien benötigt.
Anschaulich wird das, wenn man einen Flachwickel aufzeichnet.
Nicht berücksichtigte Flächen haben natürlich auch eine Streukapazität, 
die aber wegen der größeren Abstände zum anderen Leiter kleiner sind

Einen gewickelten kondensator luftfrei zu bekommen, ist schwierig. Man 
muß tagelang evakuieren. Industriell wird gleich in Vakuumkammern 
gewickelt.

Fast einfacher herzustellen ist ein Hochspannungskondensator aus einem 
Glasplattenstapel mit Folienzwischenlage. Der ist aber nur für 
Gleichspannung geeignet, da die Verlustwärme bei Wechselstrom aus der 
Mitte nicht abgeleitet wird und das Glas springt.
-   Vorsicht! Hochgspannung! Lebensgefahr!
Für gute Qualität ist Aufwand erforderlich. Die Glasplatten müssen im 
Backofen durch Erhitzen wasserfrei gemacht werden. Trafo-Isolieröl muß 
zum Trocknen ausgekocht werden. Die Glasplatten werden mit Trafoöl 
benetzt und Alufolie luftfrei angedrückt. Danach wieder eine Ölschicht 
und die nächste Glasplatte von einer Kante aus langsam auflegen. Bei 
Lufteinschluß wiederholen. Wieder mit Öl benetzen und die nächste Folie 
auflegen, dann die nächste Glasplatte usw. Zum Glasrand 2 cm Abstand 
einhalten.
Der Stapel kommt dann in eine verschließbare Wanne, mit Auflagen und 
Haltern aus Pertinax. Mit Trafoöl auffüllen.
Das ganze ist eine riesen Rumsauerei...

Ein Plattenkondensator nur in Luft knistert und riecht nach Ozon. 
Interessant ist zu beobachten, wie sich der Stapel unter Spannung 
zusammenzieht.

Gruß  -  Werner

von Axel S. (a-za-z0-9)


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So schwierig ist das nun auch wieder nicht auszurechnen. Du hast die 
Fläche (weil beide Seiten der Folie wirksam sind, knapp das doppelte von 
Länge*Breite). Du hast die nominale Dicke und das nominale e_r des 
Dielektrikums. Das setzt du in die Formel für den Plattenkondensator ein 
und kriegst die maximal mögliche Kapazität heraus, die mit diesen 
Materialien erreichbar wäre.

Praktisch wirst du weniger rausbekommen. Wieviel weniger, hängt davon 
ab, wieviel Luft du mit einwickelst. Nehmen wir einfach mal an, die 
Dicke der eingewickelten Luftschicht wäre genauso groß wie die Dicke der 
Folie. Jetzt zoomen wir gedanklich in den Kondensator rein und finden 4 
Schichten:
1
Alu   --------------
2
Luft
3
Folie ##############
4
Alu   --------------

Real werden sich Luft und Folie natürlich nicht so gleichmäßig 
schichten, aber wir machen ja nur eine Überschlagsrechnung. Wegen der 
Symmetrie ist der Übergang zwischen Folie und Luft eine 
Äquipotentialfläche. Die Kapazität der Anordnung ändert sich also nicht, 
wenn wir da eine weitere Alu-Schicht einziehen:
1
Alu   --------------
2
Luft
3
Alu   --------------
4
Folie ##############
5
Alu   --------------

Jetzt wenden wir die Methode des scharfen Hinguckens an und erkennen, 
daß das eine Reihenschaltung unseres idealen Kondensators mit einem 
zweiten Kondensator ist, dessen Dielektrikum Luft ist. Die 
Gesamtkapazität ist jetzt trivial auszurechnen.

Jetzt machst du noch eine Abschätzung, wieviel Luft du tatsächlich mit 
einwickelst bzw. du rechnest die resultierenden Kapazitäten für 
verschiedene Lufteinschlüsse aus. Sagen wir für 1%, 2%, 5%, 10%, 20% und 
50% (Luft relativ zu Folie).

von Kondenser (Gast)


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Zweimal ein +1! Für Dich und den vorherigen Schreiber.

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Werner H. schrieb:
> Die Glasplatten müssen im
> Backofen durch Erhitzen wasserfrei gemacht werden.

Ich habe zwar schon etwas von Wasserglas gelesen, aber das da Wasser im 
Glas ist, noch nicht. Ich lasse mich aber gerne eines besseren belehren.

von Werner H. (werner45)


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Das Wasser ist nicht im Glas, wohl aber als dünner Film an der 
Oberfläche!

Jeder, der Hochvakuum erzeugen will, weiß leidvoll, wie schwierig das 
Wasser von allen Oberflächen zu beseitigen ist.

Gruß   -   Werner

von Der Dreckige Dan (Gast)


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Sowas ist doch von Anfang an sinnloser Murks. Demnächst fragt noch einer 
nach ner Kugelmühle und nem Miniatur-Zahnspachtel. Der will sich dann 
mal an Keramikkondensatoren versuchen.

Kondensatoren sind ein klassischer Fall, bei dem erst exakte Maschinen 
und reine Räume für sinnvolle Baugrößen sorgten. Was will man da im 
Bastelkeller mit Haushaltsmittelchen erreichen?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Der Dreckige Dan schrieb:
> Sowas ist doch von Anfang an sinnloser Murks.

IBTD

> Kondensatoren sind ein klassischer Fall, bei dem erst exakte Maschinen
> und reine Räume für sinnvolle Baugrößen sorgten. Was will man da im
> Bastelkeller mit Haushaltsmittelchen erreichen?

Es geht sicher nicht darum, den 1µF Koppelkondensator für einen 
NF-Verstärker selber zu bauen. Dem TE ging es um ein besseres 
praktisches Verständnis, was an sich schon mal eine prima Sache ist.

Kainka (von mir oben verlinkt) baut mit seinem improvisierten Drehko ein 
Mittelwellen-Radio. Mittlerweile nur deswegen obsolet, weil praktisch 
keine MW-Sender mehr da sind.

Und Werner spricht von Kondensatoren für richtige Hochspannung - einige 
Dutzend KV. Auch das ist eine Spezialanwendung, wo es einerseits um das 
Selbermachen an sich geht. Und andererseits eine Beschaffbarkeitslücke 
gestopft wird.

von Frank (Gast)


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