Bagaimana saya bisa membangun kapasitor saya sendiri?

14

Saya ingin membangun kapasitor saya sendiri, terutama sebagai percobaan dalam konfigurasi dan orientasi pelat yang berbeda, jadi saya dapat lebih memahami teori medan. (Dengan kata lain, saya bermain, dan tidak mencari solusi di luar rak. Pembangunannya setengah poin.) Saya telah membangun unit PCB kecil dengan urutan beberapa nanofarad. Saya ingin membangun sesuatu yang lebih besar, pada urutan 5-10 uF, yang tampaknya membuat PCB tidak praktis. Saya juga ingin tutupnya tidak terpolarisasi, sehingga saya dapat menjalankan AC di atasnya.

Saya pikir saya perlu beberapa gulungan foil, gulungan beberapa isolator, dan beberapa cara untuk memasang konduktor ke foil. Tetapi sebelum saya pergi ke Wal-Mart dan membeli semua aluminium foil mereka, saya ingin bertanya: apa yang mungkin saya lewatkan? Apakah ada teknik standar untuk kapasitor hand-building? Apakah ada bahan khusus yang harus saya gunakan (atau hindari)?

capacitor Stephen Collings
sumber

15

Anda perlu melakukan beberapa perhitungan dasar terlebih dahulu. Formula untuk kapasitansi adalah

C = ϵ_{R} ϵ_{0} \frac{SEBUAH}{d}

$C = \epsilon_R \epsilon_0 \frac{A}{d}$

Katakanlah Anda ingin menggunakan kertas lilin 1 mil (25,4 μm) sebagai dielektrik. Perhatikan bahwa ini akan menentukan peringkat tegangan kapasitor Anda. Kekuatan dielektrik kertas lilin adalah sekitar 35-40 MV / m, jadi ini akan memberi Anda kapasitor yang secara teoritis dapat menangani hampir satu kilovolt, tetapi bersikaplah konservatif dalam cara Anda menggunakannya!

Izin relatif dari kertas lilin adalah sekitar 3,7, izin ruang bebas adalah 8,854e-12 F / m. Selesaikan untuk area yang dibutuhkan:

SEBUAH = \frac{C \cdot d}{ϵ_{R} ϵ_{0}}

$A = \frac{C \cdot d}{\epsilon_R \epsilon_0}$

SEBUAH = \frac{5 μ F \cdot 25.4 \cdot μ m}{3.7 \cdot 8.854 \cdot 10^{- 12} F / m} = 3.8767 m^{2}

$A = \frac{5 \mu F \cdot 25.4 \cdot \mu m}{3.7 \cdot 8.854 \cdot 10^{-12} F/m} = 3.8767 m^2$

Jika Anda mendapatkan kertas aluminium foil dan lilin yang lebarnya sekitar 12 "(30 cm), Anda mungkin bisa mendapatkan tumpang tindih, katakanlah, 25 cm, yang berarti Anda membutuhkan panjang sekitar 15,5 m untuk mendapatkan area yang Anda butuhkan. .

Jika Anda kemudian menggulung kapasitor Anda (menggunakan lapisan kedua kertas lilin), kapasitansi akan berlipat ganda, atau sekitar 10 μF. Jelas, ini akan menjadi agak besar secara fisik, lebih dari satu kaki panjang dan beberapa inci diameter.

Dave Tweed
sumber

3

Anda mungkin mendapatkan hasil yang lebih baik menggunakan bungkus plastik sebagai dielektrik daripada kertas lilin. 1 mil cukup tipis untuk kertas lilin, tetapi tidak untuk bungkus plastik. Saya tidak tahu apa itu izin, tapi mungkin lebih dari kertas lilin.

Olin Lathrop

1

Film pengikat rumah tangga (mis., "Bungkus" atau "Bungkus bahagia") biasanya setebal 0,5 mil (12,5 um) dan terbuat dari PVC. PVC memiliki kekuatan dielektrik sekitar 40 MV / m dan konstanta dielektrik sekitar 4,5. Ini akan memberi Anda kapasitor yang membutuhkan kira-kira setengah dari luas, tetapi akan memiliki setengah dari nilai tegangan.

Dave Tweed

2

ϵ_{R}

$\epsilon_R$

5

Tergantung pada merek dan lini produk bungkus plastik sering LDPE sekarang.

Phil

3

@Phil +1 mengkonfirmasi Glad Wrap adalah polyethylene. thecloroxcompany.com/downloads/msds/glad/gladwrap.pdf

Spehro Pefhany

14

Selamat datang di dunia pembuatan kapasitor. Saya telah membangun cukup banyak kapasitor dari tipe stacked hingga rolled. Satu-satunya hal adalah saya membuat mereka untuk AC tegangan tinggi (4kVAC ke 15kVAC). Saya tidak akan masuk ke rincian fisika atau ESR dll ....

Ledakan terbaik untuk uang dari semua bahan yang dicoba dan diuji adalah low density polyethylene (LDPE), yang terdengar sangat teknis sampai Anda menyadari bahwa itu pada dasarnya adalah hal yang sama yang digunakan dalam tas freezer yang dapat ditutup kembali. Jika Anda masih ragu, pergilah ke departemen dapur mana saja dan cari kantong plastik yang bisa ditutup kembali, LDPE cukup elastis. yang digunakan untuk sampah dan tempat sampah memiliki banyak kontaminan dari barang-barang daur ulang jadi cobalah menghindarinya. Biasanya karpet (ya, karpet) gulungan dikemas dalam bungkus plastik panjang. Mereka adalah LDPE juga. Cobalah untuk menghindari polietilen densitas tinggi (HDPE) karena cenderung mudah robek. HDPE juga hal yang sama seperti yang biasa digunakan di tas plastik supermarket.

Jika Anda ingin mengeluarkan uang, Anda dapat mencoba membeli Poplypropylene (PP) roll dari florist tetapi harganya cukup mahal. Saya tidak punya pengalaman dalam hal ini karena saya membangun kapasitor tegangan tinggi raksasa di mikrofarad kecil (0,01 hingga 0,2 uF) dan PP akan menjadi tidak ekonomis.

Semakin tebal dielektriknya, semakin tinggi tegangannya dan semakin kecil uFnya, tetapi untuk 240VAC, saya pikir Anda bisa lolos dengan hal-hal yang tipis, saya tidak punya daftar tegangan kerusakan dielektrik di tangan saat ini, coba googling untuk itu.

Beberapa info: http://www.richieburnett.co.uk/parts.html http://deepfriedneon.com/tesla_cap1.html

Koil tesla berbahaya tetapi lucu pada saat yang sama.

Manusia Tesla
sumber

1

Jika seluruh inti dari latihan ini adalah untuk bereksperimen dengan konfigurasi yang secara matematis dapat ditelusuri untuk Anda , mungkin yang paling sederhana adalah memiliki dua pelat logam bundar besar dan sangat datar, di udara, dengan aman berlabuh pada jarak yang tetap (gunakan kebuntuan di sekeliling perimeter) yang dapat disesuaikan dan tidak akan kekurangan. Cakram berlapis-foil juga bisa digunakan (Anda mungkin perlu menempelkannya di foil). Anda dapat mengetahui kapasitansi apa yang harus Anda harapkan dari peralatan berukuran sedang, dan sesuaikan sirkuit Anda dari itu. Apakah Anda berencana untuk menempelkan probe di antara pelat untuk mengukur medan, voltase, atau apa pun?

Dari sana, Anda dapat mencoba berbagai pemisahan, bentuk yang berbeda (persegi, persegi panjang, dll.), Offset lateral, menempatkan dielektrik yang berbeda antara pelat, dan yang lainnya. Saya akan menyarankan menempel pada tegangan yang cukup rendah. Kemudian Anda dapat mencoba desain yang digulung. Saya tidak yakin bagaimana pelat interleaved yang dihasilkan akan berperilaku berbeda dari satu pasangan besar piring. Ingat kapasitor variabel lama dari penyetel radio? Bersenang-senang (dan tetap aman)!

Phil Perry
sumber

4

Coba kertas diresapi lilin lebah - Anda dapat menjualnya nanti dengan banyak uang ke audiofools.

Szymon Bęczkowski

0

Untuk urutan 5-10 uF Anda akan membutuhkan kapasitor tipe elektrolitik. Periksa misalnya http://www.youtube.com/watch?v=LXf3SUQ8F5g

Wouter van Ooijen
sumber

Saya tidak menentukan, saya ingin topi yang tidak terpolarisasi. Salahku.

Stephen Collings

0

Anda bisa pergi ke Old School dengan Jar Leyden Sederhana

Orang Asing Wayfaring
sumber

Apakah Anda memperhatikan bagian dalam OP di mana ia menentukan 5 hingga 10 uF?

WhatRoughBeast

1

@ WhatRoughBeast Tidak, kira dia harus menemukan stoples BESAR untuk melakukannya dengan cara ini.

Wayfaring Stranger

1

Menurut wikipedia, botol leyden sekitar 0,5 liter akan memiliki 1nF. Jadi Anda hanya perlu menghubungkan 5000 dari mereka untuk mendapatkan 5μF.

SpiderPig

Bagaimana saya bisa membangun kapasitor saya sendiri?

Jawaban: