Elco blokkeert geen DC?

Ik heb altijd geleerd dat een ideale condensator DC blokkeert. Nu weet ik dat een praktische condensator verschilt met een theoretische, maar ik heb daarnet iets ontdekt waar ik even niets van snap.

Als ik een elco aansluit, met tussen de negatieve pool en de gnd een hoge weerstandswaarde (zeg >=100K), ik vervolgens met een scope op de negatieve pool een probe aansluit, ik vervolgens spanning op de positieve pool zet, dan zie ik de negatieve pool even opladen en weer ontladen. Hoe kan dit?

Het enige wat ik me kan voorstellen is dat er een stroom loopt van de positieve plaat naar de negatieve met andere woorden een lek, modelmatig kan voorstellen als een parallele weerstand over de condensator heen. Ik lees echter alleen over ESR, maar dat is een serie weerstand. Bestaat er ook zoiets als EPR? Op google kan ik er maar weinig over vinden.

Kan iemand mij uitleggen wat hier gebeurd?

maartenbakker

Golden Member

Je zegt het zelf al: even opladen; dat is letterlijk wat de condensator in zo'n geval doet. Er vindt direct na aansluiten eenmalig een gedwongen volksverhuizing van electronen plaats. Eenmalig omdat/nadat/doordat er gelijkspanning aangelegd wordt. Bij wisselspanning herhaalt dit fenomeen zich periodiek, zodat er effectief stroom blijft lopen.

Dat verschijnsel kan je dus niet modelleren met een parallellweerstand, maar wel met een ideale condensator (de condensator zelf in je model dus).

Wel staat er in het model van een elco een parallellweerstand om de altijd aanwezige lekstroom (eigenwijze electronen aan wie niet verteld is dat een condensator DC blokkeert of die ergens een gaatje weten te vinden) te modelleren.

Op de site van Panasonic staan ook wat leuke whitepapers over de eigenschappen van elco's, als ik me goed herinner.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Ja maar hoe kan dat aan de negatieve pool gebeuren? De elektronen komen toch bij de positieve pool naar binnen? (ja ik weet dat het eigenlijk negatief is, maar we houden even de 'fout' van de geschiedenis in stand om het niet nodeloos ingewikkeld te maken ;))

het moment dat je DC op de positieve pool zet is een impuls , sprong, step.., en die overgang is geen DC (hij bevat wel een DC component).

Dus, die step vind je uiteraard ook terug op de minpool. daarna laadt de condensator zich rustig op via de 100k in de minpool en zie je op de scoop de spanning dus afnemen. Na enekele RC tijden wordt het heel rustig, DC wordt dus weldegelijk geblokkeerd.

EPR bestaat ook, maar is heden ten dage veel minder relevant gezien onze laagohmige omgeving en valt veel eenvoudiger te meten, vandaar dat (bijna) er geen topics over zijn op dit forum.

maartenbakker

Golden Member

De elco laadt op, gedurende dat opladen moet er electronenverplaatsing (dus stroom) zijn. De stroom is in een serieschakeling op elk punt van de schakeling hetzelfde, dus of je je meetweerstand aan de plus of de min hangt, maakt niet uit.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Dus gewoon de wet van kirchoff is hier op van toepassing?

Op 22 juli 2014 14:47:41 schreef Nickname:
Dus gewoon de wet van kirchoff is hier op van toepassing?

Die is altijd van toepassing, maar de manier waarop je de vraag stelt doet me denken dat je ze enkel en alleen voor DC bekijkt. Die sprong is geen DC.

even buiten Kirchoff om. Er loopt een exponentiëel afnemende stroom door je elco . Die stroom loopt ook door de serieweerstand, vandaar dat er spanning over verschijnt en die meet je met de scoop.

Je hebt natuurlijk 100% gelijk dat die altijd van toepassing is, in tegenstelling tot politieke wetten zijn natuurkundige wetten altijd van toepassing :P, zo bedoelde ik het ook niet haha. Maar het was meer voor mezelf om gewoon te snappen dat er inderdaad in een gesloten stroomkring de stroom overal hetzelfde is. Pff is al erg lang geleden voor mij die theorie, maar ik begrijp nu wat gaande is. Dank voor de antwoorden allemaal!

[Bericht gewijzigd door Nickname op dinsdag 22 juli 2014 14:57:49 (12%)

Lucky Luke

Golden Member

Je duwt op de positieve plaat "stroom-eenheidjes" naar binnen. Die duwen op de negatieve plaat "stroom eenheidjes" weg, dat is de stroom door je elco en serieweerstand.

Het is niet zo dat je er aan de bovenkant "stroom-eenheidjes" induwt en dat dat halverwege ergens blijft zitten, het komt er aan de onderkant net zo hard weer uit. Wel neemt de spanning over de elco ondertussen toe (omdat de lading toeneemt), waardoor het steeds moeilijker wordt er stroom doorheen te krijgen, tot het echt niet meer gaat.

Ik noem die "positieve elektronenen die ergens in de geschiedenis per vergissing zijn aangenomen" maar even "stroom eenheidjes", want dat is korter. Hetzelfde verhaal blijft trouwens prima werken als je vanaf de negatieve kant elektronen erin duwt, die komen er dan aan de positieve kant weer uit.

Waarom komen er dan elektronen uit aan de andere plaat, als er tussen die platen geen verbinding is? Omdat elektronen elkaar afstoten: ze hebben allemaal een negatieve lading. De elektronen op de ene plaat duwen de elektronen uit de anode weg. Tot de ene plaat tjokvol zit en je er geen meer bijgeduwt krijgt, of de andere niet meer leger kan.

Bij wisselstroom duw je eerst de ene, en dan de andere kant op. Dat kan wel prima.

Oke, geintje: regel een stuk of 10 volstrekt identieke vrienden die voor elektronen willen spelen, en 2 naast elkaar gelegen hotelkamers zonder tussendeur die voor condensator gaan spelen. Formaat zodanig dat er wel 5, maar geen 6 vrienden inpassen. Regel tevens een natuurkundeleraar als waarnemer, maar spreek eerst met je vrienden af dat er eentje de kamer uitgaat als er op de muur geklopt wordt en stop 5 vrienden in de linker hotelkamer. Spreek ook met ze af dat ze op de muur kloppen als ze een kamer binnen gaan.

Laat de natuurkundeleraar de rechter hotelkamer zien, zodat 'ie kan zien dat er geen tussendeur is. Vertel 'm dat je een leuk modelletje van een condensator bedacht hebt. Ga weer naar de gang en stel de natuurkundeleraar voor aan je overgebleven 5 vrienden en leg uit dat ze voor elektron gaan spelen en dat je speciaal daarvoor identieke vrienden hebt uitgezocht zodat ze niet van elkaar te onderscheiden zijn, net als echte elektronen.

Stuur vervolgens 1 van de 5 de rechter hotelkamer in. Verrek, er komt er eentje uit de linker hotelkamer. Of is het dezelfde? Stuur de andere 4 1 voor 1 dezelfde hotelkamer in voor gelijkstroom. Op een gegeven moment is de rechterkamer vol en de linker leeg, en loopt er geen stroom meer. Voor wisselstroom stuur je om en om naar de linker en de rechter hotelkamer vrienden. D'r komt er altijd weer eentje uit de andere kamer, stroom blijft dus lopen.

Zonder dat er een tussendeur is, blijven je 10 volslagen identieke vrienden dus doorlopen. Je kunt niet zien of er dezelfde terugkomt uit de andere kamer, ze zijn identiek.

Die natuurkundeleraar zul je er niet mee foppen, maar met een identieke tweeling kun je wel aan de slag als goochelaar.

Vraag gelijk aan de natuurkundeleraar of 'ie nog gaten ziet in m'n modelletje. En vertel me gelijk even waar je 10 volstrekt identieke mensen vandaan haalt. :)

Eluke.nl | De mens onderscheid zich van (andere) dieren door o.a. complexe gereedschappen en bouwwerken te maken. Mens zijn is nerd zijn. Blijf Maken. (Of wordt, bijvoorbeeld, cultuurhistoricus)
Frederick E. Terman

Honourable Member

In het begin is de condensator nog niet geladen.
De spanning erover is dan dus nog nul.
De spanning op de 'negatieve' kant is dan dus gelijk aan die op de positieve kant.

Naarmate de condensator oplaadt, neemt de spanning erover toe.
Als die net zo groot is geworden als de bronspanning (ja ja, na oneindig seconden, ik weet het), is de spanning op de 'negatieve' kant dus weer precies nul.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
fred101

Golden Member

Naast de gegeven antwoorden is er nog een verschijnsel:

Een niet ideale elco lekt DC. Zeker als hij lang niet gebruikt is. Hoeveel ligt aan de elco. Meestal bij een goede elco iets van 25 tot 250 uA. Dat veroorzaakt ook een spanningsval over 100k.
Naarmate de oxidelaag groeit neemt die stroom af. Dat is echter een langzaam proces (denk aan een half uur tot vele uren)

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Eventueel kan je het ook vanuit /DE/ condensatorformule bekijken:

code:


I = C dV/dt

Formeel zijn die "d" daar de afgeleide, dus oneindig kleine verschilletjes. Maar in de praktijk kan je ook prima rekenen met (voldoende) kleine (maar niet oneindig kleine) intervallen.

Dus stel je hebt een 10uF condensator in serie naar een 100k weerstand naar ground. Op t=0 haal je de andere kant van de condensator van 0V naar 5V. De spanning over de condensator WAS nul, de spanning BLIJFT nul. dt is HEEL klein (twee keer niks :-) ) van -heelweinig tot +heelweinig.

Dat betekent dat er nu 5V over de 100k weerstand staat. Reken de stroom uit: 5/100k = 50µA. Neem nu een tijdstap van 0.2 seconde. In de condensator formule weten we alles, behalve dV. Die kunnen we dus herschrijven naar de dV = ...:

code:


dV = I dt / C

Invullen levert: dV = 50uA * 0.2s / 10uF = 1V. De spanning over de condensator zal dus 1V in 0.2seconde toenemen. Nu er 1V over de condensator staat, blijft er maar 4V over de 100k weerstand staan. Nog eens 0.2 seconde en je krijgt dV = 40uA * 0.2s / 10uF = 0.8V. Dus na 0.4s is er 1.8V over de condensator en 3.2V over de weerstand... Reken zo nog een paar stappen verder en/of teken een grafiek en je zal het verloop van de spanning over de weerstand en/of de condensator zien en begrijpen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/