Por que a água não é usada como dielétrico no condensador?
On Fevereiro 1, 2021 by adminA constante dielétrica da água é muito alta. Então por que não é usado como dielétrico no condensador?
Comentários
- Nas poucas vezes que tentei usar água como dielétrico, descobri estar conduzindo 😉
Resposta
“Capacitores de água”, onde a água é o dielétrico, são comumente usado em sistemas de pulso de tensão muito alta. Por exemplo, lasers de nitrogênio de alta potência normalmente usam capacitores de água como seu componente de armazenamento de energia. Quando usado nessas aplicações, um deionizador de resina é usado para reduzir drasticamente a condutividade da água. Uma grande vantagem de usar água como dielétrico nessas aplicações de alta tensão é que ela se autocura, ao contrário de um dielétrico sólido.
Resumindo, sim, a água deionizada pode e é usada como um dielétrico de capacitor. Basta pesquisar por “capacitor de água” e você encontrará muitos artigos sobre designs e aplicações.
Comentários
- Prutchi, seu comentário sobre um ” capacitor de autocura ” foi bastante intrigante. Obrigado por transmitir uma ideia tão boa.
Resposta
A água pode ser considerada um dielétrico porque tem uma boa permissividade relativa valor (cerca de 80 “s a 20 ° C). Mas, também tem alguma condutividade (ou então os circuitos elétricos não darão choques quando tocados ..!). A água passa a ser dielétrica devido à polarização dielétrica (é um dipolo elétrico e é uma molécula altamente polar & até gira – alinhando-se na direção do campo ) associada a ela. O campo elétrico induzido pela polarização supera o efeito causado pelo campo elétrico aplicado. Mas, este campo pode ser facilmente superado, há também algo que você precisa saber chamado Quebra dielétrica (que é 60-70 megavolt por metro para água destilada). Esta tensão pode ser facilmente superada por um campo elétrico aplicado e BTW – A água começa a conduzir …
Nota: Mas, a água doméstica geralmente contém vários tipos de sais como NaCl, etc. que se dissipam em íons em uma solução (pela teoria de Arrhenius) como Na + , Cl – etc Acho que você sabe que a presença de partículas carregadas (como íons) em uma solução permite que ela conduza eletricidade. MAS, a água não desempenha realmente um papel de condução aqui. É apenas o meio …
Comentários
- Não há tensão de ruptura para a água iônica, ela é apenas condutora. Essa resposta está errada a esse respeito, evitando votos positivos.
- @RonMaimon: Olá Ron, tive um pequeno dilema com alguma coisa. Mas, acho que água destilada (pura) realmente tem tensão de ruptura. Agora ela ‘ s revisados. Obrigado por apontar isso. Mas, essas questões nem são percebidas por ninguém – ‘ porque não ‘ t gostar (encorajar) tais questões …
- Mesmo a água absolutamente pura contém uma pequena proporção de íons H + e OH- e, portanto, será levemente condutiva. (Veja Pau Coma Ramirez ‘ s.)
Resposta
Depende do que você deseja para usar a capacitância para.
Armazenamento de energia
- As perdas elevadas devido à condutividade podem não se mostrar adequadas para este uso.
- A condutividade y de água aumenta com a adição de íons. Por exemplo, sódio ou cloreto. Outros são apresentados no artigo da EPA ” Monitoramento e avaliação da qualidade da água – Monitoramento voluntário “.
- A condutividade muda em função da temperatura também. Aqui está um artigo com coeficientes para compensação .
Alguns valores de referência para condutividade de www.mbhes.com/conductivity_measurement.htm :
- Água destilada tendo uma condutividade de 0,5 uS / cm (resistividade de 200 kOhms / mm )
- Água da torneira tendo uma condutividade de até 800 uS / cm (resistividade de 125 Ohms / mm )
- Água salgada tendo uma condutividade de até 56 mS / cm (resistividade de 1,8 Ohms / mm )
As mudanças de estado dependem da pressão e da temperatura, passando de gelo a água e vapor, provavelmente tornando-o uma capacitância altamente variável e também difícil de fabricar ture.
Se você planeja usá-lo em um circuito de filtro, a permissividade da água muda em função da frequência. Tornando difícil prever a frequência de corte.
Outras aplicações de interesse
A alta permissividade relativa da água usada para detectar a presença de água em um circuito de detecção capacitiva torna isso exemplo
- um bom detector de vazamento.
- um sensor de nível de água.
Resposta
Hipoteticamente – pode. Mas, na prática, tome cuidado. A água é freqüentemente chamada de o solvente universal . E é por isso que seu uso prático como um capacitor dielétrico falharia. As placas do capacitor são metálicas e, eventualmente, a água irá dissolver o metal criando íons metálicos em uma solução e isso causará um caminho condutor – uma falha do dielétrico.
Então você pode argumentar que vamos usar placas de platina ou ouro. Isso não é tão prático considerando o custo.
Resposta
A água pura é um dielétrico muito eficaz em altas frequências, embora mantê-la pura normalmente envolve bombeá-la em torno de uma resina de troca iônica para remover os íons que se dissolvem nela do invólucro. Ele também tem uma tensão de ruptura muito alta em comparação com o ar (50 milhões de volts por metro ou mais). Comparando a resistividade (18 megohms cm) com a capacitância de um cubo unitário (8pF ou mais para o mesmo cubo de 1 cm), obtemos uma constante de tempo de autodescarga de cerca de 150usec. Para qualquer evento rápido em comparação com isso, é melhor pensar na água como capacitância, enquanto em escalas de tempo mais lentas do que isso é melhor pensar nela como resistência.
Resposta
Água pura é um dielétrico não polar. As moléculas de água estão se movendo aleatoriamente. Eles não estão fortemente ligados um ao outro. Em um campo elétrico, as moléculas de água são polarizadas. Mas eles não estão em repouso e não podem induzir cargas para produzir um campo elétrico como um dielétrico sólido. O movimento das moléculas de água varia a capacidade de uma capacitância constantemente. Portanto, a água não pode ser usada como dielétrico em um capacitor.
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