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
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.
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.
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.
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.
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
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.
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. :-)
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?
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
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).
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...
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.
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
:-)
@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
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).
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.
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
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?
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.
Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.
Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
Groß- und Kleinschreibung verwenden
Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang