在低压系统中使用高压电容器?


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很快的问题是,正在使用额定电压为高电压(假设为35v)的电容器在系统中供电5V(例如对于LED或您有什么用)危险吗?

由于它可以存储高达35V的电压,是否会像想以某种方式存储一堆然后立即释放它,从而损坏系统,还是可以使用比所提供电压更高的额定电容器?


我同意@Leon Heller的答案,请阅读他的答案。每个设备都有其工作点。电子产品中没有通用设备。
标准桑顿

取决于电容器。电解电容器依靠氧化层作为绝缘体,因此如果在低压下运行,电容会随着时间的流逝而漂移更大。其他电容器没有此限制,因此使用更高额定值的零件没有弊端。
沃伦·希尔

Answers:


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虽然这不是一个完美的类比,但请考虑一下电容器上的电压,它类似于水箱的升容量。它将保持“ 35 V”,但您无需完全填充。但是就像@JustJeff所说的那样,确保容器能容纳必要的数量以防止溢出(在电解电容器的情况下,电解质会膨胀并实际上“溢出”)是明智的。

请注意,更好地将容量比作法拉单位,因为这是电容器充电容量的量度,因此请不要将其与电压混淆,因为电压是可行的。


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电压类似于压力,因此额定电压与加压罐上的额定压力相同。如果施加的压力太大,电容器和储罐都会爆炸。对于不加压的储罐,额定电压将是储罐溢出之前的高度?因此,您可以拥有两个高度不同但容量相同的战车。我认为这种比喻更为直接:wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx? ID = ACE4803 amasci.com/emotor/cap1.html如果压力太高,膜会失效。
endlith 2011年

@endolith我没想到要用压力来表示电压,用体积来表示电荷,但这是一个更好的主意。谢谢!
耶尔顿2011年

电容等于储罐的横截面积,而电压极限与高度成正比。如果电容不随电压变化,则可以保持的电荷量与电容和电压极限的乘积成正比。如果电容确实随电压而变化(这种情况相当于横截面不均匀的储罐),则电荷与电容在电压上的积分成正比。
supercat

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不,具有较高的额定电容将不会以某种方式存储比电路中可用电压更多的电压。您实际上想要的是一个额定电压稍高于您期望施加的最高电压的电容。实际上,如果您在盖上施加的电压超过其额定值,则它很可能发生灾难性的故障,即爆裂或爆炸。


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一个告诫性的故事:在我上大学时,我用一个12.6V变压器,一个1N4001二极管和一个电解电容(可能约为100uF)组装了一个简单的电源。插入电源后不久,发出嘶嘶声/啸叫声,令我感到震惊的是,看到一团大烟雾冒出了一个非常肿胀,一半开裂的电容器顶部。问题:我将12.6 * sqrt(2)伏(约18伏)加到了额定16V的电容器上。
JustJeff 2011年

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可能还不止这些。如果同时从中汲取建议的安培数,则该变压器仅为12.6V。如果您只是对它进行烟雾测试(呵呵),则可能会将30V +插入该较差的小电容中。
Bryan Boettcher 2012年

@insta-是的,卸载次级可能约为14至16V,因此它甚至比上面所述的还要糟糕。尽管如此,还是一个学习经历。
JustJeff 2012年

您在提醒我,机械工程师和农业工程师过去经常在我们的电子工程实验室中设法油炸设备。
smci

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如果在低压下使用高压电解,则实际电容可能会大大低于规定值。


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说明?我不确定我是否理解您的意思或原因。

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@Sauron-理想电容器的电容是恒定的,无论您承受的电压是多少,但对于真正的电容器,情况并非总是如此。
JustJeff 2011年

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可以将电容器视为水箱。电容表示水平横截面积,而电压表示水的高度。如果横截面面积均匀,则无论储水箱容纳多少水,添加固定量的水都会使高度增加固定量。如果截面积随高度而变化,则添加固定量的水可能会使高度增加可变的量。
supercat

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我要说的是这个,很值得指出。经验法则是,额定电压为工作电压的2倍的电容是一个良好(可靠)的部分。
John U

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您往往会发现相反的情况。高压电容器的电容额定值为低压,这意味着当接近其额定电压工作时,电容会低得多。这就是为什么存在不同的MLCC电容器电介质类型的原因,它们保证了一定的电容vs电压特性(以及其他因素)
hooskworks

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电容器的额定电压是其绝缘强度的度量。一个35V的盖子可以承受至少35伏的电压(较高的电压可能会导致坏事,例如穿过盖子的短路和烧毁)。与电容器将存储多少电压无关。它不能存储高于输入的内容。额定电压说明其势垒有多高;只要电不高,就不得通过。


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我有一个有35个台阶的楼梯。我站在第五步。如果我摔倒了怎么办?危险吗?跌落35步可能会受伤!


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尽管这很有趣,但我还是想远离讽刺的答案。对您显而易见的事情可能对其他人而言并非显而易见。

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并不是要讽刺。有时,类比有助于理解新概念。
markrages 2011年

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那么您需要以这种方式说出来,而不是仅仅说类比,这对于其他人可能并不明显。
akaltar

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其他人都很好地解释了“增压水箱”的比喻非常好。

只是添加;

  • 如果您查看(维基百科等)电容器的结构以及决定容量和耐压性的因素,则可能有助于解释为什么存在不同的额定值,以及为什么在5v电路中使用1000v电容器可能同样糟糕。使用3v的想法。

  • 经验法则:对于“安全”规格,例如电容器电压,线电流承载能力,组件功耗等,请始终加一点/四舍五入到下一个首选值。

  • 请记住,您的5v电路不是理想的5v,可能会有尖峰,跌落,电涌等,并且从5v开始供电不能保证电路的任何部分不会由于振荡或其他原因而超过5v。

我们通常将工作电压指定为大约2倍(因此12v电路将具有24v电容,通常可用额定值为25v,这就是我们所使用的电压),您越接近工作电压,工作越困难,可靠性越差这将是。


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是的,电压是电容器的高端额定值,但电容器用于存储以法拉或微法拉为单位的电子。

如果您忘记了技术术语,可以将其视为电池。不太一样,但是如果您有一个24伏电池为电路供电,该电路的截止电压为19伏,而您只能将其充电至12伏,那么为电路供电所需的电子就比所需的少得多,并且可能电路不起作用。

μμμμ

这些电容器在电路中具有许多功能。一个主要功能是在正常的插电式电源降到低于所需的水平(例如交流电)时向电路供电。当电压和电流每秒反转60次时,该电平从大约170伏的峰值下降到零伏,再下降到-170伏,然后重复。电容器通过提供适当的电压来过滤该压降,以保持电路平滑。随着电压再次上升,它将为电容器充电。

μμ


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欢迎来到该网站。您会发现人们对答案的理解更多,因此,如果它们易于阅读,他们将获得更多的好评。如果将您的答案分为相关思想的段落,那么它的可读性会更高。也要注意单位及其编写方式。我知道您想说的是什么,但是“ 25 uf的费用”是错误的表达方式。法拉不是电荷单位(库仑就是这种单位),法拉的缩写是“ F”,而不是“ f”。这些“小”事情在工程中很重要,这里的人们对此很在意。
Olin Lathrop 2013年

您的第二段对我来说太技术性了,无法理解。
soosai steven 2016年

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电容器的基本结构是两块板,引线之间用绝缘材料隔开。

然而,电解电容器远不止于此。如果您打开一个电解电容器,您会发现两条被纸隔开的长条镀铝条,全部以圆柱状卷起。将钢瓶浸入电解液中并包装在铝罐中。

需要注意的最重要的一件事是,条之间的真正绝缘不是纸。多孔纸仅仅是为了避免条带彼此直接接触。真正的绝缘是当电容器以正确的极性连接到直流电源时在铝条上形成的化学层。当极性连接错误时,会形成导电层,从而导致连续的电流流动。由于形成的导电层的直流​​电阻不是很低,导致欧姆功率损耗,温度迅速升高。

因此,回答这个问题,当电容器以正确的极性几乎在额定电压附近工作时,就会形成最佳的化学绝缘层量。在较低的直流电压下操作高压电容器会导致一些低的连续电流流经电容器,从而使电容器无法理想地充当电容器。

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