저전압 정격 커패시터를 고전압에 연결하면 어떻게됩니까?

더 높은 V에 연결하더라도 c = q / v라고 가정하면, 전하 Q는 비례 적으로 감소 할 수 있습니까? 왜 커패시터가 손상되어야합니까? 또는 내부 전기장이 너무 높아 유전체가 파손될 수 있습니까? 아니면 자체 가열이 크게 증가하여 너무 새고 과열 될까요?

문자 그대로의 대답은 다음과 같습니다.

3 개의 끊어진 커패시터가 있습니다. 2 개는 여전히 합리적으로 계내에서 회색 재료의 나선으로 볼 수 있으며, 3 개는베이스와 내부 터미널에 지나지 않습니다. 그들은 모두 6.3V 등급을 받았지만 파워 레귤레이터의 고장으로 무려 7.5V에 연결되었습니다. 무시할만한 양이라고 생각할 수 있지만, 세 번째 커패시터의 외부 캔은 약 80mm 떨어진 3mm 플라스틱 조각에 구멍을 뚫어 다른 쪽의 배터리에 넣었습니다.

그 갈색 재료는 모두 판지와 비슷한 섬유질 재료이며 어디에서나 얻을 수 있습니다. 커패시터 내부에 공기에 노출되었을 때 건조되는 기름이 있는지는 모르겠지만, 그것이 기름에 닿는 곳에 접착제처럼 붙어 있다는 것을 알고 있습니다.

이 방정식에주의해야합니다.

c = q / v, Q = CV, 모두 매우 좋아 보이지만 적용 되는 한도 내 에서만 적용 됩니다 .

커패시터의 경우 한계 중 하나는 커패시터 유전체가 그대로 유지되도록 전압을 낮게 유지하는 것입니다. 단자 전압을 높이면 유전체 전체에서 전기 응력이 증가하여 결국 분해됩니다. 이런 일이 발생하면 더 이상 커패시터가 없습니다. 가장 좋은 경우에는 단락 또는 개방 회로를 사용하는 것입니다. 최악의 경우 연기가 가득한 실험실 및 / 또는 응급실 여행이 있습니다.

커패시터 제조업체는 커패시터가 멈추기 전에 캡이 견딜 수있는 최대 전압을 인쇄하는 데 매우 도움이됩니다. 일반적으로 커패시터 수명 비용으로이 값을 약간 초과 할 수 있습니다. 10 %를 초과하면 커패시터 수명이 0이됩니다.

왜 현실에서 어떤 일이 일어나고 있는지 알고 싶다면 순수한 이론적 공식보다 더 복잡한 모델이 필요합니다.

커패시터는 어떻게 만들어 집니까? 그것들은 그들 사이에 배치 된 얇은 절연체 재료 시트를 갖는 두 개의 얇은 전도성 재료 시트이다. 커패시턴스는이 시트의 형상에 의해 주어진다. 더 높은 용량을 위해서는 더 얇은 절연체 또는 더 큰 표면이 필요합니다.

이론적으로, 절연체는 전자가 전자를 통해 흐르도록 허용하지 않습니다. 실제 재료는 다르게 행동합니다. 충분한 전압이 공급되면 모든 절연체에 전자가 흐르게됩니다.

이러한 현상이 발생하는 항복 전압은 재료와 형상에 따라 다릅니다. 얇은 절연체 시트는 두꺼운 것보다 낮은 전압에서 분해됩니다.

소량의 전류가 절연체의 큰 저항에서 열로 소산되기 때문에 이러한 고장 현상은 일반적으로 에너지가 높습니다. 이는 과전압 고장의 실제 현상을 단순화 한 것일 수도 있습니다. 커패시터의 동작을 변화시킬 수있는 화학 반응이 발생할 수도 있습니다.

따라서 높은 커패시턴스의 작은 커패시터를 만들려면 저전압으로 제한해야합니다. 이러한 이유로 고전압, 고용량 용량이 크다.

@ 앤디 당 공식은 올바른 방식으로 적용해야합니다.

@andy에 따라 @ user44635에 의해 예측되면 전압이 일정 한도를 초과하면 커패시터가 작동하지 않습니다.

그것이 실패하는 방식과 그 영향은

• 고장 전압
• $\frac{1}{2}CV^2$
• 충전 및 전압 변화율,
• 커패시터 유형,
• 재료 및 제조 결함
• 습도 및 온도, 부착 된 전원과 같은 환경 요인.

@ceteras는 @ user44635에 유용한 통찰력을 추가하고 우리가 다루고있는 이론과 실제 관계를 항상 어떻게 인식해야하는지 보여줍니다.

연기 나 퍼프, 생명을 위협하고 치명적인 퍼프 효과는 미미할 수 있습니다.

1960 년대의 한 사건에서, 아빠가 제조 한 상대적으로 작은 커패시터는 33pF 정도 (약 150mm x 25mm 사각형)로 많은 부수적 인 피해를 입혔습니다. 약 100K의 작은 마을은 주말 동안 조명이 없었습니다. 캡은 33kV 또는 100kV AC 라인에있었습니다. 전압 측정을위한 용량 성 분배기의 일부로 사용되었습니다.

설계 및 제조 결함으로 인해 실패했습니다. 누군가 죽거나 심하게 다쳤는지 기억이 나지 않습니다. 이것은 쉽게 일어날 수 있습니다.

@Loren에 따르면 calcs는 다음과 같이 33kV 및 33pF를 복용합니다.

$\frac{1}{2}CV^2 = \frac{1}{2} \times (33 \times 10^{-12}) \times (33 \times 1.4 \times 10^3)^2$

= ~ 35mJ (e & oe thanks @peter @loren)

1.4의 계수는 RMS-> 피크 전압을 정정하며, 피크는 피크에서 실패하는 경향이 있습니다.

캡의 방전은 1ms의 영역에서 35W를 생산합니다 (아마 훨씬 빠름).

@ 100kV에서 에너지와 전력의 9 배-320mJ.

아마도 결함으로 인해 유전체가 고장났습니다. 전체 도시 공급 (그 당시에도 여러 MVA)이 캡으로 방향이 바뀌고 공기 이온화되었으며 나머지는 역사입니다. 핫 엔드는 버스 바 였을 것이고, 접지 엔드는 네온 패널 표시기와 평행 한 분배기로 다른 캡에 부착되었습니다.

운영자를 깨울 정도로 충분하지만 다른 것은 거의 없습니다. 이온화 된 공기를 통한 전력선의 기여는 조금 더 오래 지속되어 손상을 입었을 것입니다.

존재하는 경우

  high power
  high voltage 
  high current 
  capacitors
  inductors
  high energy electrical systems of all forms 

회로에 비정상적인 전압 및 전류에서 많은 에너지가 빠르게 저장 및 방출 될 수 있습니다.

@Charlie는 좋은 저전압 예를 보여줍니다.

전해액 캡은 유체 (종종 젤)가 끓어서 내부를 차지하는 뜨거운 가스의 양으로 인해 폭발적인 고장을 일으킬 수 있기 때문에 고장 모드에서 흥미 롭습니다. 폭발하여 과열 증기를 방출하기 전에 100 ℃ 이상의 온도에 도달 할 수 있습니다.

엔지니어는 항상 자신과 타인의 안전에 관심을 가져야합니다.

축전기 충전은 제조, 취급, 환경 또는 기타 이유로 인해 정격 한계 내에서 작동하더라도 고장이 발생할 수 있으므로 항상 위험합니다.

Q = CV이므로 커패시턴스가 일정하게 유지되고 전압을 높이면 전하가 증가해야합니다. 커패시터를 정격을 초과하는 전압에 연결하면 연기가 나거나 불꽃이 발생할 수 있습니다.