Ich kann mir vorstellen dass die Elkos nix bringen. 25V Elkos bei einem Decoder der eine Ladeschaltung mit 16V on Board hat ist n7cht wirklich vorteilhaft. Von den ungefähren 2340 Mikrofarad bleibt ein kleinere Effektivwert über.
Der Kondensator, das unbekannte Wesen
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Knolli -
15. Februar 2021 um 06:19 -
Unerledigt
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Ein Elko der mehr als die anliegende Spannung aushält hat außerdem weniger Effektivität.
Kapazität ist mir geläufig. Unter Effektivität kann ich mir in dem Zusammenhang leider nix vorstellen. Gibt es eine Formel zur Veranschaulichung?
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Woher hast du das, finde ich interessant!
Ist doch logisch:
25V 390 Mirkrofarad heißt dass bei bei 25V auch 390 Mikrofarad zur Verfügung stehen. Liegt die Spannung unter 25 V ist auch entsprechend weniger Kapazität vorhanden und die Effektivität....
Kapazität ist mir geläufig. Unter Effektivität kann ich mir in dem Zusammenhang leider nix vorstellen. Gibt es eine Formel zur Veranschaulichung?
......ist dann daher auch geringer.
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Ergänzend kann ich nur den entsprechenden Artikel bei Wiki empfehlen . Im Kapitel "Einheit" ist der Zusammenhang zwischen Kapazität, Spannung, Strom und Zeit m. M. n. einfach nachvollziehbar beschrieben.
Auf alle Fälle ringt wie Knolli geshrieben hat ein höherer Spannungswert - außer viel Platzbedarf - nichts. Als Faustformel für den normalen Mobaeinsatz kann man sagen: Gleisspannung und nächste Spannungsreihe für den Kondensator, wobei man sicherheitshalber nicht unter 25V gehen sollte (Zimo hat bei den Decodern eine spezielle Schaltung drin, sodass dort 16V Typen verwendet werden können).
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EDIT 1:
Da warst du mit dem Link etwas schneller, wer es genauer haben will bitte dort nachschauen, ich habe mit unten stehendem versucht das ganze etwas "auszudeutschen"
//Noch eine Ergänzung:
Hier bitte ich auch die nachfolgenden Posts von Bertl und 1014 zu beachten, diese stellen noch ein paar Sachen zu unten angeführtem "Bericht" klar
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Kapazität ist mir geläufig. Unter Effektivität kann ich mir in dem Zusammenhang leider nix vorstellen. Gibt es eine Formel zur Veranschaulichung?
Ich hab da mal eine schnelle Skizze zusammengeschustert ...
Bei der Effektivität meint Knolli das Verhältnis von der Größe des Kondensators zur gespeicherten Leistung.
Normallerweise ist größer immer besser ( ... ), aber irgendwann halt einfach sinnlos, deshalb gilt hier der Kompromiss: Die benötigte Spannung + etwas "Luft" dazu.
Hier recht vereinfacht dargestellt:
Als Vergleich obere Skizze: Links mal angenommen die 390µF mit 25V Spannungsfestigkeit, wobei die Höhe die maximale Spannung (=Wasserdruck) darstellt, rechts dann ein Kondensator mit (angenommener) doppelter Kapazität 680µF, aber nur mit 16V Spannungsfestigkeit.
Das Fassungsvermögen beider Speicher bleibt ungefähr gleich, halt ist einer höher und braucht mehr Wasserdruck zum auffüllen, der andere ist breiter und kann mit weniger Druck befüllt werden, läuft bei zuviel davon aber über (= Überdruckventil).
Fassungsvermögen bei oberem Beispiel:
Spannung (in V) * Kapazität (in µF) = Leistung ( = Fassungsvermögen der Speicher in milliWatt)
25 V * 390 µF = 9750 mW
16 V * 680 µF = 10880 mW
Wenn man jetzt eine "Quelle" mit 16V "Wasserdruck" hat, dann kann die den Tank auch nur bis 16V füllen, hier passen in den mit 25V Festigkeit stehenden Tank trotzdem nur die 390µF hinein, wohingegen in den Tank mit dem 16V Überdruckventil die volle Ladung vorhanden ist und dann bei gleicher "Baugröße" mehr "Wasser" abgerufen werden kann.
Dem 25V-Tank passiert hier nix, er kann halt, wenn die Quelle auf 16V beschränkt ist (= Zimo Decoderbegrenzung) nicht seine ganze Leistung ausnutzen, laut oberer Formel wären dass dann:
16V (da nicht max. Spannung) * 390µF (Kapazität des C von 25V) = 6240mW, der 16V-Kollege kann hingegen seine 10880 mW an gespeicherter Leistung abrufen.
Wenn allerdings der 16V-Kollege mit einer Ladung von 25V beaufschlagt wird, dann kommt es in oberer Skizze zum Überlauf und das Überdruckventil öffnet --> BUMM
Auch muss man bedenken dass bei 25V der verwendbare "Druck" höher ist als bei 16V, und im Tank bleibt dann auch noch ein "Rest" zurück den man nicht verwenden kann, bzw. ist der Tank mit der 25V-Festigkeit stärker aufgebaut und es kommt nicht so schnell zur Materialabnutzung (= Kapazitätsverlust), wenn die ganze Zeit gefüllt und wieder geleert wird.
Das sind dann die lustigen Zylinder welche meist schon einen "Gupf" haben, meist gefunden in Schaltnetzteilen die an (oder über ...) der Grenze dimensioniert sind
Die Faustformel zur Festigkeitsberechnung hier: maximal zu erwartende Spannung *1,4,
Bei 16V sind das dann 22,4V, hier wähle ich dann den 25V Typ.
Wird die Begrenzung wie bei Zimo recht genau aufgebaut (die 16V werden nach ein paar Testmessungen auch gut eingehalten) habe ich sicherheitshalber auch dort die 25V-Kondensatoren eingesetzt, bei der heutigen Fertigungsqualität weiß man ja leider nie wie genau die das einhalten, da gehe ich lieber auf mehr Sicherheit ...
Bei ESU verwende ich grundsätzlich 35V, wir haben auf der Anlage aber auch eine Digitalspannung von 19V (aus diversen Gründen, das kürze ich hier mal ab ).
Noch schnell für das Verständnis dazugesagt:
Wenn man jetzt einen Kondensator mit geringerer Spannungsfestigkeit nimmt welcher die gleiche Kapazität aufweist, dann sind diese meist kleiner und lassen sich leichter einbauen, in der Grafik oben währe dass dann ein Tank mit dem gleichen Grundaufbau wie der Linke, aber mit der maximalen Höhe wie der Rechte
Das ganze habe ich jetzt versucht recht vereinfacht darzustellen, die Berechungen stimmen auch nicht 100%, so kleine Sachen wie Zeitkonstanten, Deltas, interne Widerstände, ESR und anderes Kleinzeug habe ich für das Grundverständnis mal unter den Tisch fallen gelassen, ich hoffe ihr könnt mir verzeihen
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Danke Coeus, sehr anschaulich, jetzt verstehe es sogar ich.
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Vielen Dank! Ich beginne zu verstehen...
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Sorry, ihr werft hier Spannung, Leistung und Kapazität durcheinander. Ich bin grad unterwegs und wenn ich die Zeit finde werde ich versuchen, das aufzuklären.
Jetzt nur kurz der Bezug zu Knollis Bemerkung: Wenn in deinem Beispiel die Spannung deutlich unter 25V sinkt, dann ändert sich die Kapazität nicht, jedoch ist die gespeicherte Leistung kleiner. Der Strom den du aus dem Kondensator entnehmen kannst bleibt gleich, ebenso wie das Zeitverhalten. Nur als kleiner Hinweis, in die Berechnung für RC- oder LC-Glieder geht die Spannung überhaupt nicht ein. Der bestimmende Wert für das Zeitverhalten ist die Kapazität,die von der Spannung unabhängig ist.
Was natürlich völlig richtig ist, ist das bei beengten Einbauverhältnissen ein Ko mit unnötig hoher Spannungsfestigkeit auch unnötig Platz verschwendet.
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Ja bitte, gerne korrigieren, ich hab versucht das ganze so weit es geht zu vereinfachen, und das gleich nach dem Aufstehen ...
Das mit der Kapazität habe ich oben schon mal korrigiert, die ändert sich natürlich bei Spannungsänderung nicht ...
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Fassungsvermögen bei oberem Beispiel:
Spannung (in V) * Kapazität (in µF) = Leistung ( = Fassungsvermögen der Speicher in milliWatt)
25 V * 390 µF = 9750 mW
16 V * 680 µF = 10880 mW
Ums ganz genau zu nehmen: Spannung * Kapazität = Ladung (in Amperesekunden bzw. Coulomb)
Außerdem: Kapazität * Spannung^2 / 2 = im Kondensator gespeicherte Energie (in Joule)
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Ums ganz genau zu nehmen: Spannung * Kapazität = Ladung (in Amperesekunden bzw. Coulomb)
Außerdem: Kapazität * Spannung^2 / 2 = im Kondensator gespeicherte Energie (in Joule)
Wenn du wüsstest wie oft ich das umgeschrieben habe, um das oben zitierte auch auf die Wassertanks umlegen zu können
Ich habe da bei mir die Coulomb wieder rausgenommen um keine Verwirrung zu stiften, hätte ich sie glaubst du drinnen lassen sollen?Ich hab mich dann für den Vergleich von milliWatt etschieden (auch wenns nicht ganz stimmt), da können dann die meisten als Vergleichsziffer mehr anfangen damit, ich gebe aber auch zu dass ich auf die Amperesekunden als Bezeichnung da grade nicht gedacht habe ...
Da muss ich mir das nächste mal doch mehr Zeit nehmen um so was zu schreiben, es war eher als spontane Antwort an die Effektivitätsfrage vom Weichensteller gedacht und ist dann etwas ausgeartet (wieder mal ... ) -
Bis zum BUMM dachte ich noch es verstanden zu haben. Da steh' ich nun, ich armer Tor, und bin so klug als wie zuvor!
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Ja bitte, gerne korrigieren, ich hab versucht das ganze so weit es geht zu vereinfachen, und das gleich nach dem Aufstehen ...
Das mit der Kapazität habe ich oben schon mal korrigiert, die ändert sich natürlich bei Spannungsänderung nicht ...
Deine Skizze ist recht gut, nur ist die Wassermenge in deinem Gefäß eben nicht die Kapazität, sondern die Anzahl gespeicherter Ladungsträger (=Elektronen). Die Kapazität könnte man, bei deinem Beispiel bleibend, mit der Wasserfläche vergleichen. Der Druck (=Spannung) verändert dann die Ladungsdichte (=Wassermenge) im Kondensator.
Dazu ein Link zu einer Erklärung für den Physikunterricht wo der Zusammenhang zwischen Volt, Farad und Coulomb besser erklärt wird als ich es jetzt formulieren könnte.
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Ich habe da bei mir die Coulomb wieder rausgenommen um keine Verwirrung zu stiften, hätte ich sie glaubst du drinnen lassen sollen?
Ich glaub deine Beschreibung ist ganz gut so, vor allem um ein grundlegendes Verständnis zu vermitteln, was ja wohl Sinn des Themas sein sollte. Ich hab das ergänzt, einerseits um physikalisch spitzfindig zu sein () und andererseits um eventuell auftretende Verwirrung in Verbindung mit den vom 1073.01 (und mittlerweile auch vom Bertl) geposteten Links aufzuklären.
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Also mit den kleinen Ergänzungen ist das eine Super Beschreibung geworden - Hut ab, Andreas!
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Das hamma alle miteinander geschafft, so wie es sich beim Modellbau halt gehört
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Alles paletti!
Kurz zusammengefasst: Die Kapazität eines Kondensators hängt ausschließlich von seinen mechanischen Aufbau ab (Plattengröße, Abstand der Platten und dem Isolations-Material zwischen den Platten).
Die Ladungsmenge hängt ab von Kapazität und angelegter Spannung. Q = C * U
lg
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In Gottes Namen!!
Hier hab ich was losgetreten!
Aber jetzt kann ich mich wenigstens wieder an meine Berufsschulstunden zum Kondensator erinnern.... Alles richtig.
coeus Super Beschreibung
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In Gottes Namen!!
Hier hab ich was losgetreten!
Aber jetzt kann ich mich wenigstens wieder an meine Berufsschulstunden zum Kondensator erinnern.... Alles richtig.
coeus Super Beschreibung
Unser Knolli wie immer: wenn, dann ordentlich!!!
Dafür sollten sich jetzt alle auskennen