Hallo, die Funktionsweise von Kondensatoren, bei denen die Kapazität mechanisch verändert werden kann, besteht oft darin, dass Elektroden gegeneinander verschoben werden (z.B. Drehkondensator). Theoretisch sollte es jedoch auch möglich sein, einen Kondensator mit veränderbarer Kapazität zu bauen, bei dem ein Dielektrikum in den Kondensator geschoben oder herausgezogen wird (so ähnlich wie bei Spulen, bei denen ein Kern in die Spule gedreht oder herausgedreht wird). Gibt es solche Kondensatoren wirklich? Könnt ihr mir Beispiel nennen oder Bilder zeigen? Vielen Dank und viele Grüße Michael
Kapazitive Fuellstandsmessung von Flussigkeiten mit epsilon_r groesser 1.
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Dritte Variante: Abstand der Platten verändern. Anbei ein Photo eines (sehr historischen) Trimmers mit Glimmer-Dielektrikum, der auf diese Weise arbeitet.
michael schrieb: > Theoretisch sollte es jedoch auch möglich sein, einen > Kondensator mit veränderbarer Kapazität zu bauen, bei > dem ein Dielektrikum in den Kondensator geschoben oder > herausgezogen wird (so ähnlich wie bei Spulen, bei > denen ein Kern in die Spule gedreht oder herausgedreht > wird). Ja, selbstverständlich geht das. > Gibt es solche Kondensatoren wirklich? Ja. In einem alten Messsender war ein Spindeltrimmer, bei dem ein ziemlich massiver Messingzylinder mittels einer Spindel in einen minimal größeren Messingtopf hinein- gedreht wurde. Man hat ungefähr 20 Umdrehungen gebraucht, bis der Zylinder von ganz draußen (2pf) nach ganz drinnen (18pF) bewegt war. Wahrscheinlich funktionieren Rohrtrimmer genauso; von denen findet man auch online Bilder. > Könnt ihr mir Beispiel nennen oder Bilder zeigen? Leider kein Bild.
Egon D. schrieb: > >> Gibt es solche Kondensatoren wirklich? > > Ja. > In einem alten Messsender war ein Spindeltrimmer, bei > dem ein ziemlich massiver Messingzylinder mittels einer > Spindel in einen minimal größeren Messingtopf hinein- > gedreht wurde. Man hat ungefähr 20 Umdrehungen gebraucht, > bis der Zylinder von ganz draußen (2pf) nach ganz drinnen > (18pF) bewegt war. Nö, auch hier veränderst Du die "Plattengröße bzw. den Plattenabstand" > Wahrscheinlich funktionieren Rohrtrimmer genauso; von > denen findet man auch online Bilder. Ja, aber verändert wird eben nicht, das Dielektrikum. Beim schon genannten Füllstandssensor wird wirklich das Dielektrikum verändert. Old-Papa
Auch wenn Du nicht danach gefragt hast, könnten Dich Quetschkondensatoren interessieren. Die waren vor knapp 100 Jahren in Gebrauch ... Das Stichwort Quetschkondensator führt Dich bei Google zu einer Seite von deacademic.com, auf der alle möglichen variablen Kondensatoren beschrieben und teilweise auch abgebildet sind, so zB auch die von Egon beschriebenen Tauchrohrkondensatoren.
Old P. schrieb: > Nö, auch hier veränderst Du die "Plattengröße bzw. > den Plattenabstand" Du hast Recht, ich habe die Frage nicht genau gelesen. Mea culpa.
Wurde ab 1900 bestimmt mal probiert aber wegen der Nachteile verworfen. Die Kazitätsvariation ist nur gering und die Güte ist von der Stellung abhängig (jedes Dielektrium >1 hat Verluste).
Bei Änderung des Dielektrikums wird aber die Güte sehr stark verändert. Was man überhaupt nicht möchte.
michael schrieb: > Theoretisch sollte es jedoch auch möglich sein, einen Kondensator mit > veränderbarer Kapazität zu bauen, bei dem ein Dielektrikum in den > Kondensator geschoben oder herausgezogen wird Möglich ist das. > Gibt es solche Kondensatoren wirklich? Habe ich zumindest weder gesehen noch davon gehört. Für die Anwendung als variabler Kondensator (im Gegensatz zu einem Sensor) ist das auch eher unpraktisch, weil die erreichbare Kapazitätsänderung gering ist. Außerdem ändert sich dann zusätzlich zur Kapazität auch die Spannungsfestigkeit. Und der Verlustfaktor.
Vielleicht nicht genau was du meinst aber capacitive touch sensing messt aenderungen im dielectricum
michael schrieb: > Theoretisch sollte es jedoch auch möglich sein, einen Kondensator mit > veränderbarer Kapazität zu bauen, bei dem ein Dielektrikum in den > Kondensator geschoben oder herausgezogen wird > Gibt es solche Kondensatoren wirklich? Ja, das ist bei jedem Standard-Luftkondensator so.
Doch, das ist so. Bei dem Schulversuch mit den beiden großen Platten wird das Dielektrikum Luft hinausgedrückt, wenn die Platten zusammengeschoben werden. Auch Änderungen des Luftdrucks wirken sich entsprechend aus.
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Percy N. schrieb: > Doch, das ist so. Die Frage des TE zielte ja darauf ab, das Dielektrikum durch ein anderes (partiell) zu ersetzen. Das passiert bei einem Drehko nicht: das Dieelektrikum ist die ganze Zeit über Luft, nur die vom Feld durchsetzte Fläche wird geändert.
Jörg W. schrieb: > Percy N. schrieb: >> Doch, das ist so. > > Die Frage des TE zielte ja darauf ab, das Dielektrikum durch ein anderes > (partiell) zu ersetzen. Das passiert bei einem Drehko nicht: das > Dieelektrikum ist die ganze Zeit über Luft, nur die vom Feld durchsetzte > Fläche wird geändert. Da hast Du vollkommen recht, nur schrien ich nicht von einem Drehko, sondern von einem Plattenkondensator, dessen Platten wie auf einer optischem Bank angeordnet sind deren eine verschoben werden kann. Hierbei wird tatsächlich ein Teil des Dielektrikums verdrängt, und der Abstand der Platten wird geändert. So sahen jedenfalls die Geräte meiner Schulzeit (Leybold? Phywe) aus. Bei der von mir angesprochenen Änderung des Luftdrucks ändert sich zudem eps-r, was einem anderen Dielektrikum entspricht.
Percy N. schrieb: > Bei dem Schulversuch mit den beiden großen Platten wird das Dielektrikum > Luft hinausgedrückt, wenn die Platten zusammengeschoben werden. Ja, bei diesem Versuch wird Luft aus dem Kondensator hinausgedrückt. Die Kapazität des Kondensators steigt dabei aber hauptsächlich, weil der Abstand zwischen den Platten kleiner wird. Jörg W. schrieb: > Die Frage des TE zielte ja darauf ab, das Dielektrikum durch ein anderes > (partiell) zu ersetzen. Ja, so war die Frage gemeint. Die Frage zielte auch nicht auf kapazitive Sensoren ab. Scheinbar gibt es so einen Kondensator also wirklich nicht. Vielen Dank für alle Antworten und viele Grüße Michael
Percy N. schrieb: > Bei der von mir angesprochenen Änderung des Luftdrucks ändert sich zudem > eps-r, was einem anderen Dielektrikum entspricht. Interessanter Gedanke. Dann müsste man mit einem offenen Plattenkondensator ja einen Luftdrucksensor bauen können. Ich würde vermuten, dass mit steigendem Luftdruck die Dielektrizitätszahl steigt, da sich dann mehr Teilchen, die polarisiert werden können, zwischen den Platten befinden. Mit steigendem Druck könnte also die Kapazität steigen. Aber ob dieser Effekt so groß ist, dass man ihn tatsächlich messen kann?
michael schrieb: > Percy N. schrieb: >> Bei der von mir angesprochenen Änderung des Luftdrucks ändert sich zudem >> eps-r, was einem anderen Dielektrikum entspricht. > > Interessanter Gedanke. Dann müsste man mit einem offenen > Plattenkondensator ja einen Luftdrucksensor bauen können. Ich würde > vermuten, dass mit steigendem Luftdruck die Dielektrizitätszahl steigt, > da sich dann mehr Teilchen, die polarisiert werden können, zwischen den > Platten befinden. Mit steigendem Druck könnte also die Kapazität > steigen. Aber ob dieser Effekt so groß ist, dass man ihn tatsächlich > messen kann? Du kannst den Kondensator hermetisch kapseln, und es steht Dir frei, ein anderes Gas als Luft als Dielektrikum zu verwenden. Ob das reicht? Keine Ahnung!
Percy N. schrieb: > und es steht Dir frei, ein anderes Gas als Luft als Dielektrikum zu > verwenden Viel Aufwand für wenig Effekt, würde ich mal vermuten – zumal Gase eben auch die Eigenschaft haben, sich freiwillig ganz schnell und gut zu mischen. Man müsste also heftig „spülen“ (beim Zweitakt-Verbrennungsmotor nennt man das ja wirklich so). Wenn schon, wäre es wohl tatsächlich am sinnvollsten, das eingangs genannte Prinzip des Füllstandsmessers zu benutzen, und beispielsweise irgendein Öl da reinlaufen oder abfließen zu lassen. Luft vs. Öl sollte schon eine spürbare Kapazitätsänderung bringen. Wirklich praktikabel im Sinne eines einstellbaren Kondensators ist das aber kaum – vor allem gemessen daran, wie gut etabliert die anderen Varianten mit Luft bzw. Keramik sind.
Jörg W. schrieb: > Percy N. schrieb: >> und es steht Dir frei, ein anderes Gas als Luft als Dielektrikum zu >> verwenden > > Viel Aufwand für wenig Effekt, würde ich mal vermuten – zumal Gase eben > auch die Eigenschaft haben, sich freiwillig ganz schnell und gut zu > mischen. Den Einwand verstehe ich nicht recht. Ich schrieb von hermetischer Kapselung, was soll sich da womit mischen? > Man müsste also heftig „spülen“ (beim > Zweitakt-Verbrennungsmotor nennt man das ja wirklich so). > Warum? Was soll da untergemischt werden? Zudem: oben sogleich beanstandetest Du, dass die Durchmischung "freiwillig ganz schnell und gut" erfolge - was denn nun? > Wenn schon, wäre es wohl tatsächlich am sinnvollsten, das eingangs > genannte Prinzip des Füllstandsmessers zu benutzen, Denkbar wäre auch, angepasst an den zu überwachenden Druckbereich, eine Flüssigkeit einzubringen, die abhängig vom Druck mehr oder weniger verdunstet. Die unterschiedliche Sättigung sollte messbar sein. Sicherlich kommt es ganz wesentlich darauf an, was für Drücke man überwachen will. Für einen Blutdruckmesser käme das vermutlich genau so wenig in Frage wie für einen Lungenfunktionstest, und auch zur Überprüfung des Reifendruckes stehen besser geeignete Verfahren zur Verfügung. Wenn wir aber nicht wissen wollen, wie das Wetter morgen wird, sondern ob der Chromatograph morgen noch steht, dann käme das Verfahren möglicherweise eher in Frage. Aber, um ehrlich zu sein: über mögliche Anwendungsmöglichkeiten habe ich mir keine großen Gedanken gemacht, zumal danach niemand gefragt hatte. Wer lange genug nachdenkt, dem fällt dazu bestimmt etwas ein,; und vermutlich weiß er auch gleich den Grund, aus dem es anders gemacht wird ...
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Percy N. (vox_bovi) schrieb: >Jörg W. schrieb: >> Percy N. schrieb: >>> und es steht Dir frei, ein anderes Gas als Luft als Dielektrikum zu >>> verwenden >> >> Viel Aufwand für wenig Effekt, würde ich mal vermuten – zumal Gase eben >> auch die Eigenschaft haben, sich freiwillig ganz schnell und gut zu >> mischen. >Den Einwand verstehe ich nicht recht. Ich schrieb von hermetischer >Kapselung, was soll sich da womit mischen? Ganz einfach: es ging um beränderliche Cs, was bei einem Luft-C mit sonst unveränderlicher Geometrie und sionstiger Bedingungen nur mittels "Spülung" mit einem anderen Gas geht, was mit einem hermetisch gekapselten Dingesn eher schlecht geht. >> Man müsste also heftig „spülen“ (beim >> Zweitakt-Verbrennungsmotor nennt man das ja wirklich so). >> >Warum? Was soll da untergemischt werden? Zudem: oben sogleich >beanstandetest Du, dass die Durchmischung "freiwillig ganz schnell und >gut" erfolge - was denn nun? Gar nichts soll untergemischt werden, sondern eben gespült, damit man dann ein ganz anderes und nicht gemischtes Gas drin hat.
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Percy N. schrieb: > Sicherlich kommt es ganz wesentlich darauf an, was für Drücke man > überwachen will. OK, wenn du das als Drucküberwachung nehmen willst, ist das ein anderer Punkt (dafür hätte die hermetische Kapselung Sinn) – war aber wohl nicht so ganz das, was der TE im Sinn hatte mit seiner Frage. Allerdings vermute ich, dass Drucksensoren mittlerweile als irgendwelche MEMS-Bauteile daher kommen und damit bessere Empfindlichkeiten erreichen, als man das mit so einem veränderlichen Kondensator hinbekommt.
Percy N. schrieb: > Du kannst den Kondensator hermetisch kapseln, und es steht Dir frei, ein > anderes Gas als Luft als Dielektrikum zu verwenden. > Ob das reicht? Keine Ahnung! Es reicht nicht. Und deine Keine Ahnung ist schon richtig. Auch wenn bei kapazitiven Füllstandsmessern die Flüssigkeit nur die geringste elektrische Leitfähigkeit vorliegt, wird kapazitiv gemessen. Also alle praktischen Flüssigkeiten wie Wasser, Heizöl, ...
Jens G. schrieb: > Percy N. (vox_bovi) schrieb: > >>Jörg W. schrieb: >>> Percy N. schrieb: >>>> und es steht Dir frei, ein anderes Gas als Luft als Dielektrikum zu >>>> verwenden >>> >>> Viel Aufwand für wenig Effekt, würde ich mal vermuten – zumal Gase eben >>> auch die Eigenschaft haben, sich freiwillig ganz schnell und gut zu >>> mischen. >>Den Einwand verstehe ich nicht recht. Ich schrieb von hermetischer >>Kapselung, was soll sich da womit mischen? > > Ganz einfach: es ging um beränderliche Cs, was bei einem Luft-C mit > sonst unveränderlicher Geometrie und sionstiger Bedingungen nur mittels > "Spülung" mit einem anderen Gas geht, was mit einem hermetisch > gekapselten Dingesn eher schlecht geht. > Das verstehe ich immer noch nicht. Oben steht explizit, dass eim anderes Gas(gemisch) als Luft verwendet werden soll. >>> Man müsste also heftig „spülen“ (beim >>> Zweitakt-Verbrennungsmotor nennt man das ja wirklich so). >>> >>Warum? Was soll da untergemischt werden? Zudem: oben sogleich >>beanstandetest Du, dass die Durchmischung "freiwillig ganz schnell und >>gut" erfolge - was denn nun? > > Gar nichts soll untergemischt werden, sondern eben gespült, damit man > dann ein ganz anderes und nicht gemischtes Gas drin hat. Warum will man das? Es dreht sich doch darum, durch Verdichtung des Gases dessen Dielektrizität zu erhöhen, so jedenfalls meine Vorstellung. Michael scheint das ebenso zu sehen (war genau genommen seine Idee!).
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michael_ schrieb: > Percy N. schrieb: >> Du kannst den Kondensator hermetisch kapseln, und es steht Dir frei, ein >> anderes Gas als Luft als Dielektrikum zu verwenden. >> Ob das reicht? Keine Ahnung! > > Es reicht nicht. Jetzt wüsste ich natürlich gern, warum nicht. > Und deine Keine Ahnung ist schon richtig. > Sicher, deshalb darfst Du mir das jetzt gern erklären. > Auch wenn bei kapazitiven Füllstandsmessern die Flüssigkeit nur die > geringste elektrische Leitfähigkeit vorliegt, wird kapazitiv gemessen. > Also alle praktischen Flüssigkeiten wie Wasser, Heizöl, ... Schön. Und was hat das mit der kapazitiven Messung der Dichte von Gasen zu tun?
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