Kondensatorentladungstheorie und Experiment stimmen nicht überein

Dogus Ural

Kondensatorentladungstheorie und Experiment stimmen nicht überein

Ich versuche, meinen 1F-Kondensator über einen 47-Ohm-Widerstand zu entladen, den ich parallel zum Kondensator geschaltet habe. Ich habe die Zeit, die zum Entladen von 5 V auf 4 V benötigt wird, mit der folgenden Formel als 10,55 Sekunden berechnet: V(t) = V0 * exp(-t/RC). Wobei V(t) 4 Volt und V0 5 Volt beträgt. Aber immer wenn ich das Oszilloskop anschließe, um die Spannungsänderung zu beobachten, sehe ich dies

Es dauert genau 0,2 Sekunden von 5 V auf 4 V, jede Idee, die erklärt, warum es eine große Lücke zwischen meinem erwarteten Wert und dem, den ich messe, gibt, wird geschätzt. Schönen Tag Leute :)

mkeith

Das ist eine große Abweichung. Aus der Scope-Erfassung geht hervor, dass der anfängliche Abfall viel steiler ist, als er sein sollte. Könnte es sein, dass Superkondensatoren keine sehr "guten" Kondensatoren sind? Ihre V/I-Kennlinie kommt einem idealen Kondensator nur grob nahe? Ist der Rest der Kurve etwa wie erwartet?

Benutzer19579

Was ist der interne ESR dieser Kappe? Geben Sie die Teilenummer/das Datenblatt der Kappe an.

Dmitri Grigorjew

Außerdem sind 0,22 nicht genau 0,2 Sekunden. Und ja, ich bin pedantisch.

Dogus Ural

Marke: KAMCAP Modell: 5,5 V 1F

Dogus Ural

Der Rest der Kurve ist so, wie es sein soll, vollständig entladen nach etwa 5 RC Sekunden.

Dmitri Grigorjew

Sie sollten das Datenblatt überprüfen, um sicherzugehen, aber die übliche Ursache wäre, dass Ultracaps in Bezug auf den Strom, den sie liefern können, oft ziemlich begrenzt sind. Sie versuchen, etwa 100 mA zu ziehen, während die meisten Ultracaps für einen Entladestrom von 1-10 mA ausgelegt sind.

Übrigens, ich schlage vor, Sie beenden Ihre Experimente, wenn Sie diese Obergrenze später benötigen. Sie können einen Ultracap leicht durch einen Lade-/Entladestrom beschädigen, der außerhalb der Spezifikation liegt. Die Kappe kann sich nicht öffnen oder einen Teil ihrer Nennkapazität verlieren (möglicherweise ist dies bereits passiert und trägt zu der kurzen Entladezeit bei, die Sie beobachten).

Aktualisieren:

Laut Datenblatt hat Ihre Kappe einen maximalen äquivalenten Serienwiderstand von 22 Ohm. Wenn Sie eine 47-Ohm-Last daran anschließen, darf die Kappe intern bis zu 1/3 ihrer Spannung abfallen. Das beobachten Sie: Die Spannung fällt schnell von 5 V auf etwa 3,3 V ab und fällt dann wie erwartet exponentiell weiter ab. Langfristig sollte die Entladezeitkonstante bei etwa (R+ESR)*C liegen.

Dogus Ural

Aber es sagt 22 Ohm Widerstand bei einer Frequenz von 1 kHz, und was kann ich tun, um den plötzlichen Abfall zu verhindern, da meine Priorität darin besteht, den Bereich von 5 V bis 4 V zu beobachten

Dmitri Grigorjew

Du kannst es nicht verhindern. Die Tatsache, dass der ESR bei 1 kHz gemessen wurde, bedeutet nicht, dass er bei niedrigeren Frequenzen Null wird. Die Kappe ist aus porösen Mikrostrukturen hergestellt, um die Elektrodenoberfläche zu maximieren, und diese Mikrostrukturen haben einen beträchtlichen Widerstand.