コンデンサーの誘電体として水が使用されないのはなぜですか?
On 2月 1, 2021 by admin水の誘電率は非常に高いです。では、なぜコンデンサーの誘電体として使用されないのですか?
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- 水を誘電体として使用しようとしたことが何度かありましたが、伝導する;-)
回答
水が誘電体である「水コンデンサ」は、一般的に非常に高電圧のパルスシステムで使用されます。たとえば、高出力窒素レーザーは通常、エネルギー貯蔵コンポーネントとして水コンデンサーを使用します。これらの用途で使用する場合、樹脂脱イオン装置を使用して水の導電率を劇的に低下させます。これらの高電圧アプリケーションで誘電体として水を使用することの大きな利点は、固体誘電体とは異なり、自己回復することです。
要するに、脱イオン水はコンデンサ誘電体として使用でき、使用されます。 「水コンデンサ」を検索するだけで、「設計とアプリケーションに関する論文がたくさん見つかります。
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- プルッチ、<についてのコメントdiv id = "3c7748aaa7">
自己修復"コンデンサは非常に興味深いものでした。このような良いアイデアを伝えてくれてありがとう。
回答
水は比誘電率が高いため、誘電体と見なすことができます値(20°Cで約80 “s)。しかし、それはある程度の導電性も持っています(さもなければ、電気回路は触れられたときにショックを与えません..!)。水は誘電極性のために誘電性になります(それは電気双極子であり、は極性の高い分子であり、&は回転します-フィールド方向に整列します)。分極によって誘導される電界は、印加された電界によって引き起こされる影響を克服します。ただし、このフィールドは簡単に克服できます。絶縁破壊(蒸留水では1メートルあたり60〜70メガボルト)と呼ばれることも知っておく必要があります。この電圧は、印加された電界とところで、水が伝導し始めることによって容易に克服できます…
注:しかし、家庭用水には通常、NaClなどのいくつかの種類の塩が含まれており、Na + 、Cl –として溶液中のイオンに放散します(アレニウス理論による)。溶液中に帯電した粒子(イオンなど)が存在すると、電気を通すことができることをご存知だと思いますが、ここでは水は実際には伝導の役割を果たしていません。 それはただの媒体です…
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- イオン水の絶縁破壊電圧はなく、ただ伝導しているだけです。この答えは間違っています。この点で、賛成票を防ぎます。
- @RonMaimon:こんにちはロン、私は何かに少しジレンマがありました。しかし、蒸留された(純粋な)水は確かに絶縁破壊電圧を持っていると思います。今では'が改訂されました。指摘していただきありがとうございます。ただし、これらの質問は、' 'そのような質問が好き(奨励)…
- 完全に純粋な水でもH +およびOH-イオンの割合が少ないため、わずかに導電性になります(Pau Coma Ramirez
の回答。)
回答
必要なものによって異なります容量を使用するために。
エネルギー貯蔵
- 導電性による高損失は、この用途には不十分な場合があります。
- 導電性水のyは、イオンの追加とともに増加します。たとえば、ナトリウムや塩化物。その他は、EPAの記事" 水質の監視と評価-ボランティアの監視 。
- 導電率は温度の関数としても変化します。 これは補償係数の記事です。
www.mbhes.com/conductivity_measurement.htm :
- 蒸留水導電率0.5uS / cm(抵抗率 200 kOhms / mm )
- 最大800uS / cmの導電率()の導電率を持つ水道水 div> 125オーム/ mm )
- 塩水最大56mS / cmの導電率( 1.8オーム/ mm の抵抗率)
圧力と温度に応じて状態が変化し、氷から水、蒸気へと変化するため、容量が大きく変動し、製造も困難になる可能性があります。チュール。
フィルター回路で使用する場合、水の誘電率は周波数の関数として変化します。カットオフ周波数の予測が困難になります。
その他の対象アプリケーション
静電容量センシング回路内の水の存在を検出するために使用される水の比誘電率が高いため、例
- 優れたリークディテクタ。
- 水位センサー。
回答
仮説的に-可能です。しかし実際には注意してください。水はしばしば普遍的な溶媒と呼ばれます。そして、それがコンデンサの誘電体としての実際の使用が失敗する理由です。コンデンサのプレートは金属であり、最終的には水が金属を溶解して溶液中に金属イオンを生成し、これが導電経路を引き起こします-誘電体の故障。
次に、プラチナまたはゴールドのプレートを使用できると主張するかもしれません。コストを考えると、それほど実用的ではありません。
回答
純水は高周波で非常に効果的な誘電体ですが、純粋に保つには通常、イオン交換樹脂の周りにポンプで送り、エンクロージャーから溶解しているイオンを除去する必要があります。また、空気と比較して非常に高い絶縁破壊電圧があります(1メートルあたり5000万ボルト以上)。抵抗率(18メガオームcm)を単位立方体の静電容量(同じ1cmの立方体で8pF程度)と比較することにより、約150usecの自己放電時定数が得られます。これに比べて速いイベントでは、水を静電容量と考える方が良いですが、これより遅いタイムスケールでは、水を抵抗と考える方が良いです。
回答
純水は非極性誘電体です。水分子はランダムに動いています。それらは互いに緊密に結び付けられていません。電場では、水分子は分極しています。しかし、それらは静止しておらず、固体誘電体のように電界を生成するために電荷を誘導することはできません。水分子の動きは静電容量の容量を絶えず変化させます。したがって、水をコンデンサーの誘電体として使用することはできません。
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