سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

[afceaglee2013]

سلام
چند وقتی به سرم زده بود یه خازن با ظرفیت بالا بسازم (در حد چند فاراد) :biggrin: البته نیازی به همچین خازنی ندارم ولی به همچین کارایی علاقه دارم، بگذریم ..
امروز یه نگاهی به فرمول های خازن انداختم ..
C = kε0 A/d
ε0=8.85 × 12-10
اگه همه چیز خوب پیش بره و اشتباهات زیادی نداشته باشم با ورقه های آلومینیومی مثلا سطحی به مساحت کلی یک متر مربع و فاصله ی یک دهم میلیمتری صفحه ها و عایق کاغذی و روغن
k رو یک در نظر میگیریم
A =1
d=0.0001 (خیلی زیاده روی کردم که مطمئنا در عمل خیلی بیشتر از این میشه)
با توجه به فرمول داریم
c= 8.85 *10^-8
یعنی 88.5 نانوفاراد
با اینکه مساخت یک متر مربعی خیلی بیشتر از اون چیزی بود که در عمل میتونم بسازم و فاصله ی 100 میکرونی هم برای من خیلی ریزه با این محاسبه ها کلی نا امید شدم .. لااقل در حد میکرو فاراد در میومد یه چیزی نانو فاراد دیگه خیلی افتضاحه
بر فرض محال اگه ثابت دی الکتریک عایق رو 100 در نظر بگیریم داریم : c= 8.85 *10^-6 یعنی 8 میکرو فاراد
با این وضع (k=100 , A=1 m2 , d=0.0001 m) اگه بخوام یه خازن 1 فارادی بسازم باید مساحت صفحه ها 112000 متر مربع باشه oo:
یعنی ساختن یه خازن فرضا 1 فاراد اینقدر مشکله ؟؟؟؟؟؟؟ :angry:

--
بعد یاد خازن های پاور کامپیوتر افتادم که معمولا حول و حوش 200 میکروفارادن .. یه خازن سوخته داشتم اونو باز کردم و داخلش 2 ورقه به اندازه های 2*70 سانتی متر داشت که خیلی برام تعجی آور بود چون اونجوری که من حساب کرده بودم پاور کامپیوتر باید اندازه ی یه اتاق میشد :biggrin:
در مورد این خازن که 330 میکروفاراد ظرفیت داشت همه چی رو تقریبا میدونم به جز ثابت دی الکتریک ماده ی عایق، حالا با توجه به فرمول اگه
A=0.014 m2
d=0.00001 m فاصله ی صفحه ها رو خودم کم گرفتم فکر کنم حدودا 100 میکرون باشه
و ظرفیت هم که 330 میکرو فاراده میتونیم K رو حساب کنیم که میشه 3754
نمیدونم همچین عددی برای k میتونه وجود داشته باشه یا نه ولی اگر هم وجود داشته باشه فکر نمیکنم تو یه خازن معمولی استفاده بشه ..
یکی از ورقه ها ی خازن خیلی نازک بود و اونیکی یه مقدار کلفت تر از اون. نمیدونم حالا این هم تاثیری داره تو ظرفیت یا نه
فرمولی که من استفاده کردم به ضخامت صفحات و جنس اونا کاری نداره که با توجه به اینکه خازن با بار الکتریکی و نهایتا الکترون آزاد سر و کار داره به نظر میرسه این فرمول یه حالت ساده شده از یه فرمول کلی تر باشه ..
اشکال کار کجاس ؟ چرا نمیتونم از فرمول جواب درستی بگیرم ؟

[afceaglee2013]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

کسی نیست جواب سوالو بده :sad:

[saeiddiod]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

خوب این فرمول برای همه فلزات و عایقها یکسان نیست.البته این مطالب مربوط به دوره دبیرستانه و من چیز زیادی یادم نیست ولی حدس میزنم ساختن خازن با ظرفیت بالا اونم با امکانات این چنینی کار خیلی سختیه.
اخه عزیزم تو ورقه هاتم کلفت و نازکن :cry2:
منم چندتا خازن باز کردم ولی توش روغن نبود(مطمئن نیستم).یه چیزی مثل اب و اسید باطری ماشین بود که به یه چیزی مثل کاغذ اغشته شده بود.و بین دوتا ورق فلزی بصورت خیلی دقیق و محکم پیچیده شده بود.

[arvinfx]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

منم برای ذخیره سازی انرژی میخاستم از خازن استفاده کنم چون باطری خیلی زود عمرش تموم میشه

با این چیزایی که شما حساب کردی فکر کنم برم سوپر خازن بخرم کمتر برام در بیاد آخه 111000 متر مربع! برای 1 فراد!

خازن های الکترولیت خیلی به هم نزدیکه صفهاشون در حد یه لایه اکسید فلز!!!! برای همینه که ظرفیتشون بالاس!

اینجارم ببین طبق جدول بیشترین دی الکتریک رو آب داره 80

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/m...eck&Rand=0

که میشه:
14124293 متر مربع! AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

[shahinbahari]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

فرمولی که گزاشتید برای خازن های تخت صادق هست. وقتی به شکل استوانه بسته میشه فرمولش عوض میشه. الان یادم نیست دقیق خواستی بگو از جزوه هام پیدا کنم. تو خازن های الکترولیتی چون این صفحه ها دور خودشون پیچیده میشن مساحت بیشتری دارند(2*70 که شما محاسبه کردید اشتباه هست.)

[arvinfx]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

فرمولی که گزاشتید برای خازن های تخت صادق هست. وقتی به شکل استوانه بسته میشه فرمولش عوض میشه. الان یادم نیست دقیق خواستی بگو از جزوه هام پیدا کنم. تو خازن های الکترولیتی چون این صفحه ها دور خودشون پیچیده میشن مساحت بیشتری دارند(2*70 که شما محاسبه کردید اشتباه هست.)

قربونت آره اگه میتونی یه نگا بنداز :redface:

[aliila]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

فاصله یک میلیمتر بین دو جوشن خیلی زیاد است مثلا ضخامت یک کاغذ A4 یک دهم میلی متر است ( 500 برگ کمتر از 5 سانت )
و ظریب دیالکتریک ماده ساده ای مثل آب حدودا 90 است یعنی اگر شما آب بین دوجوشن فرار دهید و ضخامنت یک دهم باشه ضرفیت محاسباتی شما 900 برابر میشه

[arvinfx]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

فاصله یک میلیمتر بین دو جوشن خیلی زیاد است مثلا ضخامت یک کاغذ A4 یک دهم میلی متر است ( 500 برگ کمتر از 5 سانت )
و ظریب دیالکتریک ماده ساده ای مثل آب حدودا 90 است یعنی اگر شما آب بین دوجوشن فرار دهید و ضخامنت یک دهم باشه ضرفیت محاسباتی شما 900 برابر میشه

ولی آب رساناس!

[afceaglee2013]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

منم برای ذخیره سازی انرژی میخاستم از خازن استفاده کنم چون باطری خیلی زود عمرش تموم میشه

آروین خان چند ژول میخوای ذخیره کنی؟ فکر نکنم بشه انرژی زیادی ذخیره کرد

--
حداکثر ولتاژ خازن دست ساز رو چطور میشه اندازه گرفت؟ راهی هست که بشه بدون تلفات پیداش کرد؟

--
خازن ظرفیت بالا فکر نکنم بتونیم بسازیم ولی شاید حداکثر ولتاژ بتونه جای اونو پر کنه اینطوری مشکل فاصله هم حل میشه

[arvinfx]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

آروین [glow=red,2,300]خان[/glow] چند ژول میخوای ذخیره کنی؟ فکر نکنم بشه انرژی زیادی ذخیره کرد

من خان نیستم ولی پدر پدرم بود :mrgreen:
1800000 ژول :mrgreen: هر چی بیشتر بهتر! آره منم همین فکرو میکنم پروژه اینه:
باطری خورشیدی برق خونه رو تامین میکنه ولی بدلیل گرون بودن منبعی که بشه ذخیرش کرد به صرفه نیست! اومدم کاری کردم که مصرف باطری به حداقل برسه چطوری با اضافه کردن سلول خورشیدی و ذخیره اون در خازن ( عمر خازن 100 برابر باطریه ولی خوب خیلی تو ایران خوب گیر نمیان! قیمتاشم بیشتر از خارجه ). حالا اگر ابر بشه یا نیروی بیشتری توی خونه روشن بشه میام اصلا برق شهر رو وصل میکنم به جای این سیستم. و همینطور میشه که 1 یا 2 پله مصرف برقمون کم میشه عمر این سیستم بین 10 تا 20 ساله حالا گفتم من مشکل جا ندارم و یه خازن خودم بسازم که عمرش بالا ترم باشه

حداکثر ولتاژ خازن دست ساز رو چطور میشه اندازه گرفت؟ راهی هست که بشه بدون تلفات پیداش کرد؟

نمیدونم شاید اگر از این فرمول استفاده کنیم 10000V=1Cm بشه یه کاریش کرد . بدون تلفات یعنی چی؟

خازن ظرفیت بالا فکر نکنم بتونیم بسازیم ولی شاید حداکثر ولتاژ بتونه جای اونو پر کنه اینطوری مشکل فاصله هم حل میشه

آره شاید ولتاژ بالا بهتر باشه چون فرمول w=0.5*C*V2 اینطوری بهتر بشه ولی خوب سلول خورشیدی فکر میکنی تا چند ولت بشه بالا بردش؟ من خودم میخاستم از 311V استفاده کنم و با همین ولتاژ ببندمش به یه خازن 20F و بقیه مجرا خازن هم میشه از 126 تا 20F سوپر خازن استفاده کرد که دونه ای 7 تومنه که میشه 882 چوخ پول بی زبونه بی ارزش

[shahinbahari]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

قربونت آره اگه میتونی یه نگا بنداز :redface:

برای خازن های استوانه ای:
خازنی که از 2 استوانه داخل هم به وجود میاد.

C=2Pi ε0 (L/Ln(b/a))

در این رابطه L باید خیلی بزرگ تر از b باشد.
L طول استوانه
b شعاع استوانه بزرگ تر (خارجی)
a شعاع استوانه کوچکتر(داخلی)
[hr]
خازن های کروی:
خازنی که از دو کره داخل هم بدست میاد.

C=4Pi ε0 (ab/(b-a))

که a و b شعاع های دو کره هستند.
همه این روابط با در نظر گرفتن یه سطح گاوسی اثبات شده اند.
این خازن های الکترولیتی یه سری استوانه های هم مرکز هستند.لایه 2 تا ورق آلمینیومی دی الکتریک قرار دادند و اون رو مثل رولت پیچوندن :mrgreen:
دی الکتریت رو مقدارش رو نمیدونم چه قدر هست اما هرچی هست از 80 اینا بیشتر هست. چون یه ترکیب خاص هست که از چندین عنصر تشکیل شده و مقدار بالایی داره

[afceaglee2013]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

بدون تلفات یعنی چی؟

خالی شدن چند هزار ژول در یک لحظه باید جالب باشه .. :mrgreen:

1800000 ژول

:eek: :mrgreen: :mrgreen:
40 فاراد 300 ولت

من خودم میخاستم از 311V استفاده کنم و با همین ولتاژ ببندمش به یه خازن 20F و بقیه مجرا خازن هم میشه از 126 تا 20F سوپر خازن استفاده کرد که دونه ای 7 تومنه که میشه 882 چوخ پول بی زبونه بی ارزش

20 فاراد 7 تومن! خیلی جالبه .. چند ولته کجا میشه تهیه کرد؟

[arvinfx]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

برای خازن های استوانه ای:
خازنی که از 2 استوانه داخل هم به وجود میاد.

C=2Pi ε0 (L/Ln(b/a))

در این رابطه L باید خیلی بزرگ تر از b باشد.
L طول استوانه
b شعاع استوانه بزرگ تر (خارجی)
a شعاع استوانه کوچکتر(داخلی)
[hr]
خازن های کروی:
خازنی که از دو کره داخل هم بدست میاد.

C=4Pi ε0 (ab/(b-a))

که a و b شعاع های دو کره هستند.
همه این روابط با در نظر گرفتن یه سطح گاوسی اثبات شده اند.
این خازن های الکترولیتی یه سری استوانه های هم مرکز هستند.لایه 2 تا ورق آلمینیومی دی الکتریک قرار دادند و اون رو مثل رولت پیچوندن :mrgreen:
دی الکتریت رو مقدارش رو نمیدونم چه قدر هست اما هرچی هست از 80 اینا بیشتر هست. چون یه ترکیب خاص هست که از چندین عنصر تشکیل شده و مقدار بالایی داره

میشه یه مثال عددی هم بزنی؟ :redface:

[arvinfx]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

خالی شدن چند هزار ژول در یک لحظه باید جالب باشه .. :mrgreen:

آهانن پس اینو بین راست کار خودته یه خازن 2600F رو شارژ میکنه باهاش سکه رو میسوزونه :icon_razz:
http://www.4shared.com/video/NQEb8mV9/cap3.html

40 فاراد 300 ولت 20 فاراد 7 تومن! خیلی جالبه .. چند ولته کجا میشه تهیه کرد؟

نه بابا 20F و 2.5V بهش میگن سوپر خازن 7 تومن . یه مغازه توی امجد داره زیر زمین امجد که میری دست راست اواسط پاساژه مشخصه همش خازن تو ویترینشه حتی بیرون مغازم گزاشته بجا خرما خیرات میکنه :mrgreen:

اگه بخام از این خازنا 20F 300V بسازم باید 120 رو سری کنم که میشه یه خازن 300V 0.16F باید یه شبکه 130 در 130 تایی خازن بچسبونم به هم تا بهشه 20F 300V که در میاد حدود 100 ملیون تومن ناقابل :mrgreen:

ببینم بزرگترین خازن الکترو لیت چند میلی فراده؟ من 10 میلی دیدم

[shahinbahari]

پاسخ : سوال در مورد خازن و فرمول محاسبه ی ظرفیت

میشه یه مثال عددی هم بزنی؟ :redface:

مثلا دو تا استوانه تو در تو داریم. بزرگه با شعاع 2.71 سانتی متر و کوچیکه 1 سانتی متر. طول این دو استوانه هم 50 سانتی متر هست.
تو این شرایط ظرفیت خازن میشهPi ε0 *1) /1)
50 سانت *2 میشه 1 متر (ضرب)
ln (2.71/1) هم که 1 هستش(تقسیم)
مقدار خازن کم بدست اومد چون دو استوانه 170 میلیمتر تقریبا با هم فاصله دارند...
این خازن هایی هم که در موردشون بحث میکنید ابر خازن ultra capacitor هستند که با جریان های بالا میتونند شارژ و دشارژ بشند+ ظرفیت بالایی هم دارند+قیمت بالا :mrgreen:
از این خازن ها گاها به جای باتری های قابل شارژ هم استفاده میشه...