Wickelkondensator selber bauen + Kapazität

Marzell · Gast

Hallo

Ich würde gerne einen Wickelkondensator selber bauen wollen
Mit der ausgerechnetten Längedas währe dann die Archimedische Spirale und der Kapazeität nur da weiß ich nicht welches ich nehem soll die des Plattenkondensators oder die Zylinderkondensators integriert über die Anzahl der Wicklungen?

Die Klebstoffschicht wird nicht berücksichtigt

Materialien:

25 Seiten A-4 großes Papier = 2,15mm, da sich eine Seite mit dem Messchieber schlecht messen läst
1 Seite = 0,086 mm

Papprolle (Toilettenpapier) Durchmesser ca. 43mm da sehr weich schlecht zu messen
Papprolle (Toilettenpapier) Höhe = 97,5mm

Aluminiumfoliedicke = 0,01mm
Rollenbreite = 300mm
Folienlänge = 30000mm

Archimedische Spirale Länge:
Folienlänge = 30000mm = 30m
Windungsanzahl = Dicke der Windungsschichten / ( 2* Papierdicke + 2* Aluminiumfoliedicke)

Kapazität

Plattenkondensator: Fläche * konstanten / Dicke des Isolierungsmateriels

Konstanten = Durchschlagsfestigkeit von papier 10kV/mm * 8,85418*10^-12

Folienlänge * Papprollehöhe * 10kV/mm * 8,85418*10^-12 / Papierdicke

30000mm * 43mm *10000 V/mm * 8,85418*10^-12 C/V^2 / 0,086 mm

= 30m * 0,043m * 10V/m * 8,85418*10^-12 C/(m^2 * V^2) / 0,000086 m

= 1,328127*10^-6 C

Zylinderkondensator: 2*pi* Konstanten * Zylinderlänge/ Ln( n*r/(n*r-x))

Zylinderlänge = Papprollenhöhe = 97,5mm

Papprolledurchmesser = r = ca. 43mm

Papierdicke = x = 0,086 mm

Windungsanzahl = n

2*pi* Konstanten * Papprollehöhe / Ln( n*r/(n*r-x))

integrall Ln( n*r/(n*r-x)) dn

Marzell · Gast

wieß denn keiner welche rechnung ich für die Kapazität nehmen muss?

Die für den

Plattenkondensator oder Zylinderkondensator ??

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Solche 'Wickelkondensatoren berechnet man mit der Formel für den Plattenkondensator

Beachte, dass die Metallfläche doppelt zu rechnen ist (abzüglich einer halben Umdrehung beim größten Radius).

Marzell · Gast

dann habe ich ja schon den richtigen Ansatz gehabt mit:

Plattenkondensator: Fläche * konstanten / Dicke des Isolierungsmateriels

Konstanten = Durchschlagsfestigkeit von papier 10kV/mm * 8,85418*10^-12

Folienlänge * Papprollehöhe * 10kV/mm * 8,85418*10^-12 / Papierdicke

30000mm * 43mm *10000 V/mm * 8,85418*10^-12 C/V^2 / 0,086 mm

= 30m * 0,043m * 10V/m * 8,85418*10^-12 C/(m^2 * V^2) / 0,000086 m

= 1,328127*10^-6 C

aber wieso?

dass die Metallfläche doppelt zu rechnen ist (abzüglich einer halben Umdrehung beim größten Radius). grübelnd

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Mach doch bitte eine Zeichnung Deiner Wicklung, Marzell,
dann wissen wir beide, wovon Du sprichst.

Genau genommen braucht man die Fläche A der Isolierung, die mit Spannung beaufschlagt ist.

Wie groß ist Deine Fläche A?
Welches

hast Du?
Wie ist die Spannungsfestigkeit?

Marzell · Gast

Da ich nicht weiß wie man hir eine Zeichnung reinstellt

beschreibe ich sie, die Wicklung sieht im Querschnitt aus wie eine Archimedische Spirale (Aluminiumfolienlänge von 30m) nur mit einem „Kern“ (Papprollendurchmesser ca. 43mm)

Die Einzelne Fläche wäre

Folienlänge * Papprollenhöhe
= 30000mm * 97,5mm
= 30m * 0,0975m
= 2,925m^2

Die gesamte Fläche wäre

Folienlänge * Papprollenhöhe * y

y = Aluminiumfolienrollenbreite / Papprollenhöhe = Anzahl der Kondensatoren, aber aubrunden = 3

= 30000mm * 97,5mm * (300mm / 97,5mm =ca. 3 )
= 30m * 0,0975m * (300mm / 97,5mm =ca. 3 )
= 8,775m^2

e_0 = 8,85418*10^-12 C /(V * m)

e_r = Relative Permittivität von Papier 1 bis 4, die Mitte währe dann 2,5

Einzelne Kapazität

Plattenkondensator:

Fläche * e_0 * e_r / Dicke des Isolierungsmateriels

Folienlänge * Papprollehöhe * e_0 * e_r / Papierdicke

30000mm * 97,5mm * 2,5 * 8,85418*10^-12 C /(V * m) / 0,086 mm

= 30m * 0,0975m * 2,5 * 8,85418*10^-12 C /(V * m) / 0,000086 m

= 752,862689 *10^-9 C

gesamte Kapazität

Einzelne Kapazität * y

= 752,862689 *10^-9 C * 3

= 2258,588067 *10^-9 C

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Marzell · Gast

so wie im gezeigten Bild

das mal 3

sind ja die Anzahl der Kondensatoren die ich aus der Breite (Aluminiumfolienrollenbreite / Papprollenhöhe) herausbekommen würde, wenn ich es nicht doppelt nehme, ich hatte es nicht berücksichtigt es doppelt zu nehmen

sonst natürlich nicht 3 sondern 1,5 (aber ich kann doch keinen halben Kondensator bauen Augenzwinkern

) so währe es abgerundet 1

das Papier (der Überstand, da es sich um kariertes Papier handelt würde ein Quadrat Überstand reichen) lässt sich doch "nach innen" einschlagen (festkleben) so dass der Rand der Aluminiumfolie "mit Papier umwickelt ist".

dann währe die maximale speier bare Energie

E_max < V^2 * C / 2

< 860^V^2 * 2,26 *10^-6 C /2

= 0,835748 E

isi1:
stimmen so halbwegs

grübelnd

Ist denn da noch was falsch außer das ich die Kapazität nicht mal 3 sonder mal 1 nehmen muss??

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Marzell · Gast

Wie muss ich denn da renchen das es stimmt?

isi1:
abzüglich einer halben Umdrehung beim größten Radius).

beim größten Radius handel es sich wohl um: Papprolledurchmesser + 2* Anzahl der Wicklungen

die Wicklungen müssten sich aus der Archimedische Spirale (die der Kondensator dastellt aber mit einem "Kern" ) dessen Länge (Aluminiumfolienlänge von 30m) ist ausrechen lassen.

Wicklungsanzahl = Dicke der Wicklungsschichten / ( 2* Papierdicke + 2* Aluminiumfoliedicke)

Dicke der Wicklungsschichten ????

aber wie rechne ich mit einem "kern" in der Archimedische Spirale

ohne kern: wikipedia.org/wiki/Archimedische_Spirale

Marzell · Gast

Gibt es keine Lösung??