Re: Kondensator, Ladeenergie, ...

Moin,
Ich muss diese Frage noch mal hier stellen, mit Physik alleine hat es wohl nicht so zu tun.:
Roland Damm schrub:


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Roland Damm wrote:

Bei einfachen Systemen richtig, sofern der Kondensator von einer Konstantspannungsquelle gespeist wird. Daher nimmt man zur Kondensatorladung zumeist Schaltregler mit geringem Widerstand, die den Kondensator bei variabler Spannung mit Paketen nahezu konstanter Energie speisen; Stichwort Schaltnetzteil, Sperrwandler. Mit Sperrwandlern landet fast die gesamte elektrische Energie mit nur sehr geringen Verlusten im Kondensator.

Wie von Dir richtig hergeleitet unter der Voraussetzung der Konstantspannungsspeisung stets die Hälfte; Standardfall der Lehrbücher.

Richtig.
Richtige Überlegung, falscher Ansatz. In diesem Fall wird der Arbeitswiderstand durch den Lichtbogen gebildet, an dem der überwiegende Spannungsabfall stattfindet. Der Spannungsabfall ist durch die Brennspannung gegeben, nach dem Brennschluß verbleibt im Kondensator erhebliche ungenutzte Energie, eben 1/2 C * U_Bs**2. Die Differenz zur Anfangsenergie des Kondensators ist dann fast vollständig im Lichtbogen umgesetzt worden.
Gruß, Gerhard
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Gerhard Mesenich schrieb:

Man kann Kondensatoren aber auch ber Induktivitten laden und hat dann sehr geringe Verluste.
-- mfg hdw
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Horst-D.Winzler wrote:

[ Zündanlagen ]

So ist es. Das ist das Prinzip der Sperrwandler und der Autozündspulen.
Voraussetzung für gute Funktionsfähigkeit ist eine hohe Speicherfähigkeit der Induktivitäten. Diese sind im Gegensatz zu normalen Trafos durch große Luftspalte oder geringe Permeabilität oder beides gekennzeichnet, da nur so eine ausreichende Energiespeicherung möglich ist. Die Energieabgabe erfolgt dabei stets durch Trennung der Induktivität von der Energieversorgung. Im Abschaltmoment wird der Stromfluß (bzw. das Magnetfeld) durch den Verbraucher aufrecht erhalten, die resultierende Induktionsspannung wird dann durch den Verbraucher bestimmt (hier Lichtbogen, bei verlustfreier Einzelinduktivität: di/dt U/L, Anfangswert i = i_0, transformatorisch im entsprechenden Verhältnis).
Bei den üblichen Sperrwandlern erfolgt der Energietransport mit vergleichsweise geringer Energie und hoher Frequenz (einige 100 kHz typisch), wodurch nur kleine Induktivitäten erforderlich sind (ca. 50 uH typisch). Die Spannungsregelung erfolgt durch das Tastverhältnis.
Bei den üblichen Autozündspulen wird die gesamte Energie im Luftfeld zwischen dem geblechten Kern und dem umgebenden Stahltopf gespeichert, der wirksame Luftspalt liegt hier im cm Bereich. Dadurch können selbst mit einfachen Materialien hohe Energien relativ verlustarm gespeichert werden. Auf kapazitätsarmen Aufbau muß geachtet werden, da bereits sehr geringe Kapazitäten (ca. 50pF typisch) am Ausgang hohe Zündenergieverluste zur Folge haben. Nasse Zündkabel wirken diesbezüglich äußerst ungünstig, selbst wenn der Isolationswiderstand dabei noch weitgehend unbeeinflußt bleibt.
Zwecks Vermeidung der Kapazitätsprobleme wird die Zündspannung bei neueren Systemen durch eine Kondensatorentladung transformatorisch unmittelbar an der Zündkerze erzeugt. Die Kondensatorladung erfolgt dann wieder verlustarm durch Sperrwandler ('Thyristorzündung', heute normalerweise mit FETs oder IGBTs).
Den Rest bitte ergooglen, die genauen technischen Zusammenhänge sind wesentlich komplexer, als es beim ersten Blick aufgrund des einfachen Aufbaus zunächst aussieht.
Gruß, GM
-- Life is complex, it has real and imaginary components :-)
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Horst-D.Winzler schrieb:

Üblicherweise hängt man noch eine Ladediode rein. Damit steigt die Spannung am C zwar rund auf das Doppelte, das kann aber gelegen kommen. Standardverfahren in der Radartechnik. Nur Induktivität ohne Diode nützt nichts, das kommt auf dasselbe wie mit dem Widerstand raus.
--
mfg Rolf Bombach

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Rolf_Bombach schrieb:

Resonanzaufladung oder Neuhochdeutsch line-type-pulsar. Mit diesem Prinzip habe ich mal eine Thyristorzndung gebaut. 2F Kondensator auf 440V geladen und ber 6V Zndspule entladen. Es gab nie wieder Zndprobleme. Nein auch nicht bei hoher Luftfeucht ;-)
-- mfg hdw
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Hallo, Horst-D.Winzler,
Du meintest am 29.04.09:

Eine (reale) Induktivität ist "nur" ein verlustbehafteter Speicher, keine richtige Quelle.
Viele Gruesse! Helmut
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Moin,
Gerhard Mesenich schrub:

Gut.
Ja gut, der Lichtbogen erlischt, bevor die Spannung auf Null gefallen ist. Aber in Nullter Näherung gehe ich erst mal davon aus. Ich weiß dass die Sache komplizierter ist. Mir geht es erst mal um eine Abschätzung der Größenordnung. B.z.w. es geht mir um eine Worst-Case-Abschätzung, der Lichtbogen sollte nämlich Menschen nicht schädigen.
CU Rollo
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