Hvorfor brukes ikke vann som et dielektrikum i kondensatoren?
On februar 1, 2021 by adminVannets dielektriske konstant er veldig høy. Så hvorfor brukes den ikke som dielektrikum i kondensatoren?
Kommentarer
- De få gangene jeg prøvde å bruke vann som dielektrikum, viste det seg å lede 😉
Svar
«Vannkondensatorer», der vann er dielektrikum, er ofte brukes i veldig høyspenningssystemer. For eksempel bruker høyeffektive nitrogenlasere ofte vannkondensatorer som sin energilagringskomponent. Når det brukes i disse applikasjonene, brukes en harpiksavioniseringsmiddel for å redusere ledningsevnen til vann dramatisk. En stor fordel med å bruke vann som dielektrikum i disse høyspenningsapplikasjonene er at det er selvhelbredende, i motsetning til et solid dielektrikum.
Bunnlinjen, ja, avionisert vann kan og brukes som kondensator dielektrikum. Bare søk etter «vannkondensator», så finner du mange papirer om design og applikasjoner.
Kommentarer
- Prutchi, din kommentar om en » selvhelbredende » kondensator var ganske spennende. Takk for at du videreformidlet en så god idé.
Svar
Vann kan betraktes som et dielektrikum fordi det har god relativ permittivitet verdi (ca. 80 «s ved 20 ° C). Men den har også litt ledningsevne (ellers vil ikke elektriske kretser gi støt når de berøres ..!). Vann blir ut til å være dielektrisk på grunn av den dielektriske polarisasjonen (det er en elektrisk dipol og er et høyt polært molekyl & til og med roterer – justerer seg i feltretning ) assosiert med det. Det elektriske feltet indusert av polarisering overvinner effekten forårsaket av påført elektrisk felt. Men dette feltet kan lett overvinnes, det er også noe du trenger å kalle kalt Dielektrisk sammenbrudd (som er 60-70 megavolt per meter for destillert vann). Denne spenningen kan lett overvinnes av et påført elektrisk felt og BTW – Water begynner å lede …
Merk: Men husholdningsvann inneholder vanligvis flere typer salter som NaCl, etc. som spres til ioner i en løsning (etter Arrhenius-teorien) som Na + , Cl – osv. Jeg tror du vet at tilstedeværelsen av ladede partikler (som ioner) i en løsning gjør det mulig å lede strøm. MEN vann spiller faktisk ikke en rolle som ledende her. Det er bare mediet …
Kommentarer
- Det er ingen sammenbruddsspenning for ionisk vann, det er bare ledende. Dette svaret er feil i denne forbindelse forhindrer oppstemninger.
- @RonMaimon: Hei Ron, jeg hadde litt dilemma med noe. Men destillert (rent) vann har faktisk nedbrytningsspenning tror jeg. Nå ‘ er revidert. Takk for at du påpekte det. Men disse spørsmålene blir ikke engang lagt merke til av noen – ‘ fordi de ikke ‘ t liker (oppmuntre) til slike spørsmål …
- Selv absolutt rent vann inneholder en liten andel av H + og OH-ioner, og derfor vil det være litt ledende. (Se Pau Coma Ramirez ‘ s svar.)
Svar
Avhenger av hva du vil å bruke kapasitansen til.
Energilagring
- De høye tapene på grunn av ledningsevnen kan ikke vise seg å være tilstrekkelig for denne bruken.
- Konduktiviteten y av vann øker med tilsetning av ioner. For eksempel natrium eller klorid. Andre presenteres i EPA-artikkelen » Monitoring and Assessing Water Quality – Volunteer Monitoring «.
- Konduktivitet endrer også en funksjon av temperaturen. Her er en artikkel med koeffisienter for kompensasjon .
Noen referanseverdier for ledningsevne fra www.mbhes.com/conductivity_measurement.htm :
- Destillert vann med en ledningsevne på 0,5 uS / cm (resistivitet på 200 kOhms / mm )
- Kranvann med ledningsevne på opptil 800 us / cm (resistivitet 125 ohm / mm )
- Saltvann som har en ledningsevne på opptil 56 mS / cm (resisitivitet på 1,8 ohm / mm )
Tilstanden endres avhengig av trykk og temperatur som også går fra is til vann til damp, sannsynligvis gjør det til en svært variabel kapasitans og vanskelig å produsere tur.
Hvis du planlegger å bruke den i en filterkrets, endres vannets permittivitet som en funksjon av frekvensen. Gjør det vanskelig å forutsi avskjæringsfrekvensen.
Andre anvendelser av interesse
Den høye relative permittiviteten til vann som brukes til å oppdage tilstedeværelsen av vann i en kapasitiv sensingkrets, gjør det til eksempel
- en god lekkasjedetektor.
- en vannstandssensor.
Svar
Hypotetisk – det kan det. Men i praksis pass opp. Vann kalles ofte det universelle løsningsmidlet . Og det er derfor den praktiske bruken som kondensator dielektrikum ville mislykkes. Kondensatorens plater er metalliske og til slutt vil vann oppløse metallet og skape metallioner i en løsning, og dette vil føre til en ledende bane – en feil i dielektrikumet. / p>
Så kan du hevde at vi kan bruke platina eller gullplater. Det er ikke så praktisk, enten med tanke på kostnadene.
Svar
Rent vann er et veldig effektivt dielektrikum ved høye frekvenser, men for å holde det rent innebærer det normalt å pumpe det rundt en ionebytterharpiks for å fjerne ionene som løses opp i kabinettet. Den har også en veldig høy sammenbruddsspenning sammenlignet med luft (50 millioner volt per meter eller mer). Ved å sammenligne resistiviteten (18 megohms cm) med kapasitansen til en enhetskube (8pF eller så for den samme 1 cm kuben) oppnår vi en selvutladningstidskonstant på ca. For enhver hendelse som er rask sammenlignet med dette, er det bedre å tenke på vannet som kapasitans, mens det på tidsskalaer langsommere enn dette er bedre å tenke på det som motstand.
Svar
Rent vann er et ikke-polært dielektrikum. Vannmolekyler beveger seg tilfeldig. De er ikke tett bundet til hverandre. I et elektrisk felt er vannmolekylene polarisert. Men de er ikke i ro og kan ikke forårsake ladninger til å produsere elektrisk felt som et solid dielektrikum. Bevegelsen til vannmolekyler varierer kapasiteten til en kapasitans konstant. Derfor kan vann ikke brukes som dielektrikum i en kondensator.
Legg igjen en kommentar