Kondensator podłączony bezpośrednio do akumulatora

To może być głupie pytanie dla początkujących, ale mam problem ze zrozumieniem, co dokładnie się stanie, gdy podłączymy prawdziwy kondensator bezpośrednio do akumulatora.

W moim rozumieniu teoretycznie, gdy nienaładowany kondensator jest podłączony bezpośrednio do akumulatora, powiedzmy 9 woltów, natychmiast kondensator zostanie naładowany, a jego napięcie również wyniesie 9 V. Stanie się tak, ponieważ nie ma oporu między kondensatorem a baterią, więc zmiana prądu w czasie będzie nieskończona. Oczywiście dotyczy to mówienia o idealnych komponentach i nierealistycznych obwodach.

Myślałem, że zrobienie tego w prawdziwym życiu spowoduje iskry, uszkodzone elementy, wybuchy lub cokolwiek innego. Widziałem jednak kilka filmów i ludzie zwykle podłączają baterie bezpośrednio do kondensatorów. Również prąd przepływający z akumulatora do kondensatora jest w jakiś sposób małej wielkości, ponieważ zajmuje sporo czasu, aby sprawić, że kondensator ma takie samo napięcie jak akumulator.

Chciałbym wiedzieć, dlaczego tak się dzieje, dzięki.

To jest przykład obwodu, o którym mówiłem:

Zarówno akumulator, jak i kondensator mają wewnętrzny opór.

Twój kondensator wygląda trochę tak wewnątrz:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Oczywiście nie znam twojego kondensatora, więc nie znam dokładnej rezystancji wewnętrznej, ale 3 omy będą wystarczająco zbliżone.

To samo dzieje się w akumulatorze, więc w rzeczywistości robisz to:

^{zasymuluj ten obwód}

Więc teraz przez krótki czas prąd będzie maksymalny, ale wynosi tylko około 0,9A

Oczywiście, kiedy umieścisz kondensator na takiej baterii, nie nawiążesz dobrego kontaktu, więc będzie tam również dodatkowy opór, więc może nawet wynosić 0,7A.

Powodem, dla którego zajmuje to teraz czas, jest to, że gdy kondensator ładuje się, napięcie na rezystorach maleje, więc prąd również maleje, więc napięcie na kondensatorze będzie rosło wolniej, i tak dalej, więc faktycznie zbliżaj się do napięcia akumulatora coraz wolniej.

Im większe rezystory lub kondensatory, tym więcej czasu zajmie.

Moment, w którym wynosi 67%, można obliczyć za pomocą R * C.

W tym przykładzie jest to: t (67%) = R * C = 10 * 220u = 2,2 ms.

Ale jeśli kondensator wynosi 22000uF (= 22mF), to czas RC, jak się go nazywa, będzie wynosił 220 ms, czyli 0,22 s, aby naładować go z całkowitą rezystancją 10 omów. Ale z kondensatorem tej wielkości może mieć również nieco wyższy opór, dzięki czemu będzie jeszcze wolniej.

A potem tylko 67%. Kolejne 30% zajmie znacznie więcej czasu.

Edytuj notatkę; zwiększono odporność nietoperza 9V zgodnie z komentarzem Nicka.

Prawdziwe baterie i kondensatory mają wewnętrzny opór, który będzie działał w celu zmniejszenia prądu ładowania kondensatora. Pozwoli to uniknąć śmierci i zniszczenia, których się spodziewałeś. :-)

W każdym razie trudno dostrzec iskrę wytwarzaną przy 9 woltach ...

Oprócz pomocnej odpowiedzi Asmyldofsa warto zauważyć, że nawet gdyby wszystkie przewodniki były nadprzewodnikami z zerową rezystancją, prąd początkowy nie byłby nieskończony, a prąd zanikłby do zera .

Dlaczego nie nieskończony prąd? Ponieważ występuje pętla prądu, obwód będzie miał pewną indukcyjność. Tak więc prąd początkowo wzrośnie w tempie Vbatt / L. Napięcie na kondensatorze wystrzeli ponad Vbatt do prawie dwukrotności tej wartości, a następnie odwróci się, dając tłumiony sinusoidę wyśrodkowany na Vbatt.

Dlaczego tłumiony? Generujemy zmienne w czasie pole magnetyczne. W ten sposób powstaje fala elektromagnetyczna (radiowa). Moc w promieniowanym polu spowoduje zanik oscylacji prądu.

Jak mówisz, tylko w „teorii” możemy uzyskać „idealne” wyniki.
Korzystając z realistycznych źródeł zasilania i kondensatorów, uzyskuje się nie idealne wyniki. Wynika to z faktu, że rzeczywiste elementy mają „dodatkową” rezystancję, indukcyjność i pojemność.
Chociaż nigdy nie można uzyskać idealnych wyników, utrzymując „dodatkowe” komponenty tak małe, jak to możliwe, możemy uzyskać wyniki „bliskie” ideałowi.
W twoim konkretnym przypadku powodem braku „dramatycznych efektów” jest to, że bateria i kondensator mają opór wewnętrzny . Dlatego kondensator nie ładuje się natychmiast do napięcia akumulatora. „Powoli” ładuje się na „normalnym” poziomie
Podsumowując, powodem, dla którego kondensatory potrzebują czasu na naładowanie, jest - rezystancja wewnętrzna .