Condensateur gagnant en tension au fil du temps?

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J'ai récemment acheté deux condensateurs 3300uf 100v et les ai connectés en parallèle. Je les charge jusqu'à 100 V et les décharge. Je branche ensuite un multimètre et remarque que la tension monte très lentement, environ 0,01 volt toutes les 20 à 40 secondes. Je décharge donc les condensateurs et la tension revient à zéro. Quand je me suis réveillé ce matin, j'ai vérifié les condensateurs et ils étaient montés à 5 volts! Et je peux alimenter une LED avec eux. Qu'est-ce qui se passe ici?

Modifier:

Grâce au commentaire de Robert dans l'une des réponses, je pense qu'il a raison. Il s'agit probablement de l'absorption diélectrique.

Erik
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HOU LA LA! Vraiment une bonne observation
slebetman

Réponses:

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Ce que vous avez observé s'appelle "absorption diélectrique" ou "phénomène de tension de récupération".

Elle est causée par le type d'interia des dipôles (ions) dans l'électrolyte pendant la charge et la décharge.

De wikipedia :

L'absorption diélectrique est le nom donné à l'effet par lequel un condensateur, qui a été chargé pendant une longue période, ne se décharge que de manière incomplète lorsqu'il est brièvement déchargé. Bien qu'un condensateur idéal resterait à zéro volt après avoir été déchargé, les vrais condensateurs développeront une petite tension à partir de la décharge dipolaire temporisée, un phénomène qui est également appelé relaxation diélectrique, "trempage" ou "action de la batterie". Pour certains diélectriques, comme de nombreux films polymères, la tension résultante peut être inférieure à 1 à 2% de la tension d'origine, mais elle peut aller jusqu'à 15% pour les condensateurs électrolytiques.

Plus loin:

Lorsque le condensateur se décharge, la force du champ électrique diminue et l'orientation commune des dipôles moléculaires revient à un état non dirigé dans un processus de relaxation. En raison de l'hystérésis, au point zéro du champ électrique, un nombre dépendant du matériau de dipôles moléculaires sont toujours polarisés le long de la direction du champ sans qu'une tension mesurable n'apparaisse aux bornes du condensateur. C'est comme une rémanence électrique.

D'une note Mouser

7 Tension de récupération

Lorsqu'un condensateur est une fois chargé et déchargé avec les deux bornes en court-circuit, puis laissé les bornes ouvertes pendant un certain temps, une tension aux bornes du condensateur augmente spontanément à nouveau. C'est ce qu'on appelle le «phénomène de tension de récupération». Le mécanisme de ce phénomène peut être interprété comme suit:

Lorsqu'il est chargé avec une tension, le diélectrique produit des changements électriques à l'intérieur, puis l'intérieur du diélectrique est électrifié avec les polarités opposées (polarisation diélectrique). La polarisation diélectrique se produit dans les deux façons de procéder rapidement et lentement. Lorsqu'un condensateur chargé a été déchargé jusqu'à ce que la tension aux bornes du condensateur disparaisse, puis en laissant les bornes ouvertes, la polarisation lente se déchargera dans le condensateur et apparaîtra comme une tension de récupération. (Fig.28).

essayer-attraper-enfin
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PROBLÈME DE SÉCURITÉ: Les condensateurs haute tension, lorsqu'ils sont entreposés, devraient avoir un fil de court-circuit installé. Sinon, ils peuvent atteindre une tension dangereuse au cours des heures / jours, suite à la récupération de la charge qui avait été injectée dans le diélectrique. (Les diélectriques ne sont pas des isolants parfaits, ce ne sont que de grandes résistances.) Cet effet est plus important lorsque le condensateur a été chargé à haute tension pendant de longues périodes. Les condensateurs HV dans le circuit doivent avoir des "résistances de purge" HV en parallèle, pour éliminer le problème.
wbeaty
D'où vient l'énergie? Nous ne pouvons certainement pas construire une machine à mouvement perpétuel avec des condensateurs déconnectés.
dotancohen
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Remarque: je ne suis pas physicien. Dans un condensateur, l'énergie est stockée en orientant les dipôles le long d'un champ électrique. Energie = alignement. Energy out = restaurer le désordre. Libérer cette énergie est archivée en relaxant les dipôles. D / A apparaît lors de la décharge rapide d'un condensateur en peu de temps. À ma connaissance, cela vient de certains dipôles qui se détendent plus lentement que d'autres. Ils fournissent donc de l'énergie avec un certain retard. Vous pouvez poser une autre question en se concentrant sur la cause de D / A - ici ou dans la pile de physique. Il y a déjà une question avec réponse
try-catch-finally
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@dotancohen - Les condensateurs sont imparfaits, c'est comme ça. Vous mettez 1J, dans une décharge normale, vous obtenez 0,9J, avec cela, vous pouvez obtenir 0,05J de plus. (Les chiffres ne sont qu'une supposition).
TLW
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Circuit équivalent d'absorption diélectrique

  • 100V à 5V C1V1 = C2V2 avant = après décharge après une longue période
  • Capuchon principal C1 = 3300uF à V1 = 100V et V2 = 5V
  • donc C2 = C1 * V1 / V2 = 66 mF équivalent Absorption diélectrique Capacité
  • ".01 volts toutes les 20-40 secondes" ou 10mV / 20s = dV / dt donc montée en tension sur C2 à 100V et C1 à 0V
  • La décharge sur C2 à V1 = 100V en raison de la série ESR2 sur le capuchon d'absorption, C2
    • Ignorant la fuite R pour l'instant,
    • V2 / ESR2 = Ic2 = Ic1 = C1 * dV1 / dt ou
    • ESR2 = V1 / C1 * dt / dV1 = 100V / 66mF * 20s / 10mV = 3MΩ

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Remarque pour les anciens E-Caps, chaque valeur de composant dans le circuit équivalent peut être estimée par divers tests. Votre test estime l'ESR2 * C2 = T2 = 180ks C2 / C1 = 20 avec comme rapport d'absorption / cap.

Notes de chevet

  • si dV / dt était de 10mV / 30s, pouvons-nous estimer la quantité minimum de sommeil que vous avez eue?
    • si 60% du temps de charge de 5V est atteint à un taux de 10mV / 30s, cela prendrait 5V / 10mV * 30s = 15ks = 4,17 h sans connaître le dV / dt dans le taux du matin, nous pouvons seulement supposer qu'il était beaucoup plus bas tel que 2T ou 3T signifiant 8 h ou 12 h de sommeil ou l'ESR2 réduit du jour au lendemain.

On sait que les valeurs de fuite parallèle R diminuent avec le vieillissement et le conditionnement d'anciens grands bouchons E en utilisant une grande série R augmentera les valeurs de fuite R vers les valeurs d'origine dans de nombreux cas. Il s'agit d'une pratique sûre lorsque vous traitez de gros vieux plafonds à faible ESR pour éviter les courts-circuits intercouches.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Différentes explications possibles:

  • Électricité statique: il est parfaitement normal qu'il y ait une différence de potentiel entre le sol et par exemple les nuages. Cela peut représenter pas mal de V / m en "air libre", mais avec très peu de charge derrière, c'est-à-dire. essayer de mesurer cela est pratiquement impossible. Cependant, si vous avez deux électrodes étirées sur ce gradient, vous pourrez probablement charger vos bouchons.
  • Récolte RF: Tout agit comme une antenne. Maintenant, cela n'a pas d'importance car l'induction RF est par définition CA et s'annulera, mais si vous avez une interface conductrice rouillée / salée / ..., cela peut agir comme une diode accidentelle. Voir: les premières radios à cristal.
  • Charge résiduelle: je ne connais pas bien vos casquettes, mais il est peut-être chimiquement sain de supposer que les court-circuiter n'élimine pas toute l'énergie stockée à l'intérieur, mais seulement ce qui est accessible rapidement. Dans ce cas, si vous laissez les bouchons raccourcis plus longtemps, cet effet ne se produira pas.
Marcus Müller
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En fait, l'histoire de l'absorption diélectrique est correcte, mais complexe Pour faire court: le champ électrique déforme la structure de la molécule comme un chiffon épais et doux obtient une fossette lorsque vous appuyez dessus par la main. Au moment où la fossette disparaît et le tissu remonte un peu plus haut contre la gravité.

Les déformations moléculaires de l'électrolyte et de la couche d'isolation s'inversent progressivement et les particules ioniques retournent à leur emplacement d'origine. Cela signifie une nouvelle électricité, car la répartition des charges est modifiée.

user287001
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NON. DA est causée par le mouvement réel des électrons dans le diélectrique (parfois appelé charge d'espace). La force électrique est très forte et le nombre d'électrons impliqués est faible. Cela a été étudié à mort. iequalscdvdt.com/miscivers.html
Robert Endl
@RobertEndl La structure moléculaire EST due aux électrons et à leurs états possibles. Seuls les électrons maintiennent le matériau ensemble. Beaucoup d'entre eux ont des orbites lâches, mais certaines limites existent certainement parce que ce n'est pas un conducteur. Il n'y a aucune contradiction. La charge d'espace = les électrons dans la structure moléculaire qui ont beaucoup de possibilités de variation dans la façon dont ils prennent leur place dans tous les états possibles.
user287001
-7

votre multimètre charge les condensateurs.

dannyf
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Je ne suppose pas que ce soit le cas pour les mesures de tension. Pour la mesure de résistance, oui.
Marcus Müller
Je doute que ce soit le multimètre parce que je les ai laissés assis toute la nuit avec le multimètre non connecté
Erik
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Je pense que vous venez de découvrir l'absorption diélectrique. Le chercher.
Robert Endl
@RobertEndl En lisant à ce sujet, vous avez probablement raison. Merci!
Erik