Kondensatorkapazität

Hallo
Ich möchte einen Kondensator bauen:
Ich nehme eine Sprudelflache mit bekannter Wandstärke und durchmesser. Außen Wickele ich dann einen Leiter drum (dünnes Kupferblech oder Alufolie). Innen stecke ich dann symmetrisch einen Kupferstab hinen. Mit Knet wird dann der Stab fixiert. Die Flache aber nicht evakuiert! Ich kenne dann die Oberfläche der einen und der anderen Platte (Oberfläche eines Zylinders). Dann kenne ich noch den Abstand der beiden Leiter. Jetzt gilt:
C=e0*er*A/d

  • Wie groß ist er (epsilon r) - die Dielektrizitätszahl - für Glas pro mm stärke?
  • Was für ein A muss ich nehmen, da der Stab eine viel kleinere Oberfläche als die Außenfolie hat (Mittelwert?)?
  • Wie bekomme ich die Spannungsfestigkeit?

Warum will ich das alles wissen? Ich hatte eine alte Teslaanlage, die mit 11kV gespeist wurde. Ich habe aber nun einen neuen Trafo. Mit dem neuen Trafo, der knapp 0,6MV habe ich die Steuerungselektronik in die ewigen Jagdgründe geschickt. Jetzt will ich noch genauer rechnen und bräuchte dazu Hilfe. Falls wieder Belehrungen kommen: Ich habe schon lange Erfahrung mit Hochspannung und bin mir über die Gefahren im klaren. Die geltenden Sicherheitsbestimmungen werden von meinem Labor erfüllt und über die Abstrahlungsbestimmungen bin ich mir auch im klaren.

Über jede Antwort freue ich mich!!!

Gruß Christian

Hallo
„Ganz früher“ nahm man Glasflaschen , gefüllt mit Wasser als Kontaktmittel für die Innenseite .
Nimm doch normale Fensterglasplatten , zwischen den Platten Metallfolie . Gegen einen Überschlag an der Außenseite muß man noch isolieren .
Diese benötigen weniger Raum .
Dielektrizitätszahl und Spannungsfestigkeit können je nach Material variieren , einfach ausprobieren .
Für eine Auswahl eines Transistors ( dein anderer Artikel ) besorge dir mal eine Übersicht von Leistungstransistoren , die von Zeilenendstufen in Fernsehgeräten sind ganz gut ( oft BUxxx Typen ). Da stehen dann Spannungsfestigkeiten und die Stromverstärkungen drin . Für den Basisstrom kannst Du eine eigene Stromversorgung bauen , die Basisspannung ist immer um 0,6 Volt herum . Außerdem darf die Basis bei Siliziumtransistoren zumeist keine große negative Spannung erhalten , zum Beispiel durch Induktionsstöße .
Warnung wegen Hochspannung und Hochfrequenz :
Was willst Du denn mit der Hochspannung machen ? Röntgenexperimente sind logischerweise etwas ungesund , nimm reichlich Abschirmung .
Bei Störausstrahlung nehmen sie Dir eventuell die Bude hoch .
MfG

Hallo!
Danke für die schnellen und nützlichen Tipps. Würde statt Glas auch Plexiglas gehen, denn Kunststoff müsste noch besser isolieren, oder kann man Glas Keramik geichsetzen?
Hast du erfahrung mit Teslaanlagen?

Hallo!
Danke für die schnellen und nützlichen Tipps. Würde statt Glas
auch Plexiglas gehen, denn Kunststoff müsste noch besser
isolieren, oder kann man Glas Keramik geichsetzen?

Plexiglas ist nicht unbedingt ein definierter Kunststoff , sondern man sagt , „polystyrol,polycarbonat,ptfe,Polypropylen“ , usw , um den Kunststoff zu bezeichen .
Bei der Brownschen Röhre im Fernseher wird der Glaskolben als Kondensator verwendet , absolut hochwertig .
Die Durchschlagfestigkeit der Kunststoffe ist sehr gut , Plexiglas lädt sich ja auch gut auf . Das Plexiglas kannst Du natürlich gut sägen .
Keramik kann man nicht gleichsetzten , da es sehr stark unterschiedliche Typen auch innnerhalb der Keramiken gibt .
Glas : Durchschlagsspannung über 100kV/cm
Polystyrol: uber 450kV/cm

Hast du erfahrung mit Teslaanlagen?

Nein , aber ich habe davon gelesen , eine etwas historische Bauweise für eindrucksvolle Funkenanlagen , aber normalerweise keine physikalisch nutzbare Spannungsquelle , da es sich um wechselnde , impulsartige Hochspannung handelt .
Ein Van de Graaf Generator ( mit Band und Metallkugel ) ist da schon besser .
MfG

Hallo,


Plexiglas ist nicht unbedingt ein definierter Kunststoff ,

Das stimmt nicht, denn Plexiglas ® ist eine eingetragene Marke von Roehm (gehört jetzt zu Degussa) und damit wohl definiert.
Was du sagen wolltest ist vermutlich, daß es sich im gegebenen Fall nicht um Plexiglas handelt (das Original ist nämlich nicht billig), oder das Plexiglas beschichtet oder sonstwie behandelt ist.

Cu Rene

Ja
Genau das wollte ich sagen .
Plexiglas wird in der Umgangssprache oft für durchsichtigen Kunststoff allgemein verwendet .

Hallo Christian,

Ich möchte einen Kondensator bauen:
Ich nehme eine Sprudelflache mit bekannter Wandstärke und
durchmesser. Außen Wickele ich dann einen Leiter drum (dünnes
Kupferblech oder Alufolie). Innen stecke ich dann symmetrisch
einen Kupferstab hinen. Mit Knet wird dann der Stab fixiert.
Die Flache aber nicht evakuiert! Ich kenne dann die Oberfläche
der einen und der anderen Platte (Oberfläche eines Zylinders).
Dann kenne ich noch den Abstand der beiden Leiter. Jetzt gilt:
C=e0*er*A/d

habe ich das jetzt richtig verstanden, der Stab soll einfach nur in die leere Flasche ragen ?
Damit würdest Du vielleicht gerade mal 10-20 pF Kapazität bekommen. Für die u.a. Verwendung also absolut unbrauchbar. Es müßte die Außen- und Innenseite direkt und ohne Lufteinschlüsse kontaktiert sein, sonst bekommst Du hohe Verluste durch Koronaentladungen. Das geht z.B. mit Salzwasser von Innen und Außen. Für einen Teslatrafo bräuchstest Du aber trotzdem immer noch etliche Flaschen. Das Ganze würde also nicht gerade sehr kompakt.

  • Wie groß ist er (epsilon r) - die Dielektrizitätszahl - für
    Glas pro mm stärke?

die dürfte bei ca. 7 liegen

  • Was für ein A muss ich nehmen, da der Stab eine viel
    kleinere Oberfläche als die Außenfolie hat (Mittelwert?)?

Da müßtest Du die Formel für den Zylinderkondensator nehmen mit Luft als Dielektrikum. Da es so sowieso nicht funktioniert, spare ich mir, die hier zu posten. Das Glas hätte nur marginalen Einfluß auf die Kapazität.
Wenn Du die Flasche mit Salzwasser füllst, kannst Du einfach die kontaktierte Glasfläche und die Dielektrizitätszahl von Glas nehmen.

  • Wie bekomme ich die Spannungsfestigkeit?

Durch ausprobieren. 20 kV sollte das Ding aber min. aushalten. Um das auszurechnen müßtest Du die Glasdicke an der dünnsten Stelle und die Durchschlagfestigkeit dieser Glassorte kennen.

Ich weiss ja nicht, welche Größenordnung Du brauchst und wie hoch die Resonanzfrequenz ist, aber um bei 11 kV Eingangsspannung auf 0,6 MV zu kommen, schätze ich mal so um die 100 nF. Da bräuchtes Du schon einige Sprudelkisten. Auch mit Platten wäre das eine mühsame Angelegenheit.
Mein Tipp:
ca. 50-100 Euro investieren und eine Ladung Polypropylenkondensatoren kaufen. Entweder MKP oder noch besser (und teurer) FKP-Typen. Die gibt es bis 100 nF bei 2 kV zu bezahlbaren Preisen. Durch Serien- und Parallelschaltung erhälst Du dann die benötigten Spannungen und Kapazitätswerte. Dann kannst Du wenigstens sicher sein, daß die Sache nicht später an zu hohen Kondensatorverlusten scheitert. Außerdem ist das „Kondensatorpacket“ ist sehr kompakt, was ja auch die elektrische Sicherheit erheblich verbessert.

Na dann viel Spass beim Blitzewerfen :smile:

Jörg
:

Warum will ich das alles wissen? Ich hatte eine alte
Teslaanlage, die mit 11kV gespeist wurde. Ich habe aber nun
einen neuen Trafo. Mit dem neuen Trafo, der knapp 0,6MV habe
ich die Steuerungselektronik in die ewigen Jagdgründe
geschickt. Jetzt will ich noch genauer rechnen und bräuchte
dazu Hilfe. Falls wieder Belehrungen kommen: Ich habe schon
lange Erfahrung mit Hochspannung und bin mir über die Gefahren
im klaren. Die geltenden Sicherheitsbestimmungen werden von
meinem Labor erfüllt und über die Abstrahlungsbestimmungen bin
ich mir auch im klaren.

Über jede Antwort freue ich mich!!!

Gruß Christian

Hallo!
Nochmals vielen Dank!

Polystyrol: uber 450kV/cm

Das hört sich sehr gut an, doch die Dilektrizitätszahl (epsilon r) bräuchte ich dann noch pro cm.

Gruß Christian

Hallo,

Das hört sich sehr gut an, doch die Dilektrizitätszahl
(epsilon r) bräuchte ich dann noch pro cm.

epsilon_r ist dimensionslos, und hängt nicht von der Länge ab, es kommt (soweit mir bekannt ist) auch nur im Produkt mit epsilon_0 vor, daß die Einheiten mitbringt.

Cu Rene

Ach ja, die Materialeigenschaften von (echtem) Plexiglas kannst du im Internet bei http://www.roehm.de/de/plexiglas/ (ein paar Unterseiten weiter) nachlesen.

Ich habe jetzt in einem anderen Buch 100KV/mm Durchschlagsfestigkeit bei Polystyrol und eine Dielektrizitätszahl von 2,6 .
Eine dicke Platte verhält sich wohl etwas anders .
Mehrere Kondensatoren in Reihe zu schalten ist übrigens betreffs der Spannungsfestigkeit ungünstig oder nicht möglich .
MfG
Matthias

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