Perché lacqua non viene utilizzata come dielettrico nel condensatore?
Su Febbraio 1, 2021 da adminLa costante dielettrica dellacqua è molto alta. Allora perché non viene usato come dielettrico nel condensatore?
Commenti
- Le poche volte che ho provato a usare lacqua come dielettrico si è scoperto condurre 😉
Risposta
“I condensatori dellacqua”, dove lacqua è il dielettrico, sono comunemente utilizzato in sistemi a impulsi ad altissima tensione. Ad esempio, i laser ad azoto ad alta potenza utilizzano comunemente condensatori ad acqua come componente di immagazzinamento dellenergia. Quando viene utilizzato in queste applicazioni, un deionizzatore di resina viene utilizzato per ridurre drasticamente la conducibilità dellacqua. Un grande vantaggio dellutilizzo dellacqua come dielettrico in queste applicazioni ad alta tensione è che è autorigenerante, a differenza di un dielettrico solido.
In conclusione, sì, lacqua deionizzata può essere utilizzata come dielettrico del condensatore. Basta cercare “water capacitor” e troverai un sacco di documenti su progetti e applicazioni.
Commenti
- Prutchi, il tuo commento su un ” autoguarigione ” condensatore era piuttosto intrigante. Grazie per aver trasmesso questa buona idea.
Risposta
Lacqua potrebbe essere considerata un dielettrico perché ha una buona permittività relativa valore (circa 80 “sa 20 ° C). Ma ha anche una certa conduttività (altrimenti i circuiti elettrici non danno shock quando vengono toccati ..!). Lacqua risulta dielettrica a causa della polarizzazione dielettrica (è un dipolo elettrico e è una molecola altamente polare & ruota anche – allineandosi nella direzione del campo ) ad essa associata. Il campo elettrico indotto dalla polarizzazione supera leffetto causato dal campo elettrico applicato. Ma, questo campo potrebbe essere facilmente superato, cè anche qualcosa che devi sapere chiamato Guasto dielettrico (che è 60-70 megavolt al metro per lacqua distillata). Questa tensione potrebbe essere facilmente superata da un campo elettrico applicato e BTW – Lacqua inizia a condurre …
Nota: Ma lacqua domestica di solito contiene diversi tipi di sali come NaCl, ecc. che si dissipano in ioni in una soluzione (secondo la teoria di Arrhenius) come Na + , Cl – ecc. Penso che tu sappia che la presenza di particelle cariche (come gli ioni) in una soluzione gli consente di condurre lelettricità, MA lacqua non gioca effettivamente un ruolo di conduzione qui. È solo il mezzo …
Commenti
- Non cè tensione di rottura per lacqua ionica, è solo conduttiva. Questa risposta è sbagliata a questo proposito, prevenendo voti positivi.
- @RonMaimon: Ciao Ron, ho avuto un piccolo dilemma con qualcosa. Ma, lacqua distillata (pura) ha davvero un voltaggio di rottura, penso. Ora ‘ è stato rivisto. Grazie per averlo segnalato. Tuttavia, queste domande non vengono nemmeno notate da nessuno – ‘ perché non ‘ mi piacciono (incoraggiare) tali domande …
- Anche lacqua assolutamente pura contiene una piccola percentuale di ioni H + e OH-, e quindi sarà leggermente conduttiva. (Vedi Pau Coma Ramirez ‘ s answer.)
Answer
Dipende da ciò che desideri per utilizzare la capacità.
Accumulo di energia
- Le elevate perdite dovute alla conducibilità potrebbero non risultare adeguate per questo uso.
- La conduttività La quantità di acqua aumenta con laggiunta di ioni. Ad esempio, sodio o cloruro. Altri sono presentati nellarticolo dellEPA ” Monitoraggio e valutazione della qualità dellacqua – Monitoraggio volontario “.
- Anche la conducibilità cambia in funzione della temperatura. Ecco un articolo con coefficienti di compensazione .
Alcuni valori di riferimento per la conducibilità da www.mbhes.com/conductivity_measurement.htm :
- Acqua distillata avente una conduttività di 0,5 uS / cm (resistività di 200 kOhm / mm )
- Acqua di rubinetto con una conducibilità fino a 800 uS / cm (resistività di 125 Ohm / mm )
- Acqua salata con una conducibilità fino a 56 mS / cm (resistenza di 1,8 Ohm / mm )
Lo stato cambia in base alla pressione e alla temperatura anche passando dal ghiaccio allacqua al vapore probabilmente la rende una capacità altamente variabile e anche difficile da produrre tura.
Se si prevede di utilizzarlo in un circuito di filtraggio, la permettività dellacqua cambia in funzione della frequenza. Rendendo difficile prevedere la frequenza di taglio.
Altre applicazioni di interesse
Lelevata permettività relativa dellacqua utilizzata per rilevare la presenza di acqua in un circuito di rilevamento capacitivo lo rende adatto esempio
- un buon rilevatore di perdite.
- un sensore di livello dellacqua.
Risposta
Ipoteticamente, può. Ma in pratica attenzione. Lacqua è spesso chiamata solvente universale . Ed è per questo che il suo uso pratico come dielettrico del condensatore fallirebbe. Le piastre del condensatore sono metalliche e alla fine lacqua dissolverà il metallo creando ioni metallici in una soluzione e questo causerà un percorso conduttivo – un guasto del dielettrico. / p>
Quindi potresti obiettare che usiamo piastre di platino o doro. Non è così pratico considerando il costo.
Risposta
Lacqua pura è un dielettrico molto efficace alle alte frequenze, anche se per mantenerla pura normalmente è necessario pomparla attorno a una resina a scambio ionico per rimuovere gli ioni che si dissolvono in essa dallinvolucro. Ha anche una tensione di rottura molto elevata rispetto allaria (50 milioni di volt per metro o più). Confrontando la resistività (18 megaohm cm) con la capacità di un cubo unitario (8pF o giù di lì per lo stesso cubo da 1 cm) si ottiene una costante di tempo di autoscarica di circa 150usec. Per qualsiasi evento veloce rispetto a questo è meglio pensare allacqua come capacità, mentre su scale temporali più lente è meglio pensarla come resistenza.
Risposta
Lacqua pura è un dielettrico non polare. Le molecole dacqua si muovono in modo casuale. Non sono strettamente legati luno allaltro. In un campo elettrico le molecole dacqua sono polarizzate. Ma non sono a riposo e non possono “indurre cariche a produrre un campo elettrico come un dielettrico solido. Il movimento delle molecole dacqua varia costantemente la capacità di una capacità. Pertanto lacqua non può” essere usata come dielettrico in un condensatore.
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