Wenn ein Kondensator eine niedrige Nennspannung hat, warum wird er dann nicht durch statische Aufladung mit niedrigem Strom und hoher Spannung beschädigt?

Offensichtlich lädt das Berühren beider Pins des Kondensators ihn nicht auf, so dass es keine Probleme geben wird. Damit dies ein Problem darstellt, müsste ein Bein des Kondensators mit Masse verbunden und das andere isoliert sein, bis es von Ihrem Finger berührt wird. Andernfalls gibt es keinen Stromkreis, durch den der Strom fließen könnte.

Sowohl in JS-001-2012 als auch in MIL-STD-883H wird der geladene menschliche Körper durch einen 100-pF-Kondensator und einen 1500-Ohm-Entladewiderstand modelliert. Während des Testens wird der Kondensator vollständig auf mehrere Kilovolt aufgeladen (2 kV, 4 kV, 6 kV und 8 kV sind typische Standardpegel) und dann über den Widerstand entladen, der in Reihe mit dem Testobjekt geschaltet ist. Quelle: Wikipedia, Modell des menschlichen Körpers .

Nehmen wir den schlimmsten Fall des Modells und beispielsweise einen 100-nF-Kondensator im Test, haben wir die folgende Situation:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Abbildung 1. Ersatzschaltbild.

Das Ausführen des Simulators zeigt, dass sich C1 bei der Übertragung von SW2 in C2 entlädt, bis die Spannung an jedem 8 V beträgt.

Ich habe nicht die Energie – und möglicherweise den Witz – es mathematisch zu beweisen.

Wenn Sie einen Anschluss mit Masse verbinden und den anderen Anschluss mit dem Finger berühren, warum wird der Kondensator nicht beschädigt?

Es könnte sein, wenn der Kondensator klein genug ist, aber es scheint im Allgemeinen kein Problem in der Industrie zu sein.

Angesichts der Tatsache, dass statische Elektrizität normalerweise geringe Strommengen hat, fällt es schließlich aus, wenn Sie den Kondensator wiederholt statisch aufladen?

Wahrscheinlich, aber es wäre schwierig genug, diese Situation herbeizuführen.

Wenn ja, sollte ein Kondensator nicht auch eine Nennstromstärke haben?

Ja, indirekt. Der interne ESR (äquivalenter Serienwiderstand) verursacht eine gewisse Erwärmung. Dies kann ein besonderes Problem bei Stromversorgungen sein, bei denen bei jedem Ein-/Aus-Impuls des Gleichrichters ein erheblicher Strom in den Kondensator hinein- und herausfließt. Der ESR steigt im Allgemeinen mit dem Alter an, bis der resultierende Spannungsabfall ausreicht, um eine Fehlfunktion der Schaltung zu verursachen.

Der Ausfall ist normalerweise auf Hitze zurückzuführen. Oder es kann zu einem vorübergehenden Ausfall aufgrund einer Überschreitung der Durchbruchspannung kommen, aber dies führt auch zu Wärme, wenn der Überspannungszustand verlängert oder wiederholt wird. Aber es wäre schwierig, dies zu messen. Ein mikroskopisch kleiner Teil des Kondensatordielektrikums wird nach längerem Missbrauch kurzgeschlossen. Alternativ wird bei Kondensatoren, die für einen Ausfall ausgelegt sind, eine Widerstandssicherung die Verbindung öffnen.

Einige Dinge, die den Ausfall bestimmen, sind die Art des Dielektrikums, die Durchbruchspannung, die Selbstheilungsfähigkeit, der Sicherheitsspielraum während des Baus, die Widerstandsabnahme aufgrund von Überspannungszuständen usw.

Wenn Sie einen Kondensator benötigen, der besonders robust gegenüber wiederholten Überspannungszuständen ist, landen Sie bei einem Metalloxid-Varistor, der überhaupt nicht als Kondensator, sondern als Überspannungsschutzgerät verwendet wird. Aber auch sie scheitern an der Hitze. Daher werden MOVs normalerweise verwendet, um eine Sicherung auszulösen.