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Hallo zusammen

Wir versuchen gerade ungefähr zu bestimmen, wie lange es dauert, einen Kondensator aufzuladen. Ein bisschen vereinfacht kann man annehmen, dass unser Kondensator ein Plattenkondensator ist. Das Problem ist, dass eine Elektrode aus Aluminium besteht und die andere aus Neopren (Widerstand von ca. 0.1 MOhm). Kann mir jemand sagen, wie sich das auf das Ladungsverhalten des Kondensators auswirkt?

Vielen Dank schon mal und Grüsse

Sili

» Elektrode aus Aluminium besteht und die andere aus Neopren (Widerstand von
» ca. 0.1 MOhm).

Und wie ist die kontaktiert?
Bei welcher Fläche / Dicke hat die 100k?

Hinter der Neoprenschicht liegt nicht zufällig ein menschlicher Körper? Dann wäre das Neopren das Dielektrikum, aber nicht die Elektrode.

hws

hey hws

Kontaktiert sind Alu/Neopren über Kupferkabel (Grösse ca. AWG 16). Das Neopren selbst ist eine leitende Fläche und mit Leim auf der Aluminiumschicht angebracht, d.h. als Dielektrikum wirkt hier der Leim (Polychloroprenbasis). Dicke des Neopren ca. 2mm, Fläche in etwa 0.6 m2.

Vielen Dank schon mal für die Antwort und ein schönes Wochenende, Sili

Hallo nochmals

Falls noch irgendwer eine Idee hat, wär das super! ansonsten werde ich mich mit dem zufrieden geben, was ich bis jetzt weiss

MFG Sili

» Falls noch irgendwer eine Idee hat, wär das super!

Ich würde Dir empfehlen, den großen Kondensator in viele kleine Kondensatorenstückchen zu zerlegen und ihn einfach in LTSpice zu simulieren.

Zerlege Deine Fläche in z.B. 10 x 10 Quadrate und berechne diesen Kondensator ganz normal, ohne den Widerstand des Elektrodenmaterials. Dann verbinde je zwei benachbarte Elemente über einen Widerstand. Der Widerstand sollte dem Widerstand eines Quadrats Deines Elektrodenmaterials von einer Seitenfläche zur gegenüberliegenden Seitenfläche entsprechen.

Ob 10 x 10 bereits eine ausreichend feine Zerlegung ist, musst Du am besten mal ausprobieren.

Und noch ein gut gemeinter Hinweis, falls Du eine deutlich feinere Zerlegung wählst: Die ASC-Dateien von LTSpice sind reine Textdateien, die man auch sehr schnell per Skript erstellen kann. Es ist also nicht notwendig, mehrere hundert Bauelemente von Hand zu platzieren und zu verdrahten.

Ein 3x3 Beispiel habe ich Dir mal kurz aufgemalt, um das Prinzip zu verdeutlichen. Es fehlt natürlich noch die Quelle am mittleren Kondensator.

Gruß
Torsten

» Hallo nochmals
»
» Falls noch irgendwer eine Idee hat, wär das super! ansonsten werde ich
» mich mit dem zufrieden geben, was ich bis jetzt weiss
»
» MFG Sili

Nun, bei Deiner recht ungenügenden Beschreibung
kann man da wenig zu sagen.
Gruss
Harald

» Falls noch irgendwer eine Idee hat, wär das super!

Ich seh dort keinen Kondensator, zumindest keinen Plattenkondensator.

Der hat nämlich 2 gut leitende Platten mit irgendwas dazwischen.

Du hast aber nur eine Platte und als Gegenelektrode einen Draht.
Nur ein kurzes Stück? Längs über die Breite / Länge der Platte oder wie?

Ist der Kleber gut Leitfähig ähnlich Metall oder isolierend?

Bei kurzem Draht mittig der Platte wörde ich als Ansatz einen offenen Kugelkondensator nehmen.
Bei Draht quer über die Platte einen Zylinderkondensator.

Eine Skizze der anordnung (Maße, Material, Dielektizitätskonstanten und spez. Leitfähigkeit der Materialien) wär auch nicht schlecht.

Standard-Übungsaufgabe ist die Berechnung des Widerstandes eines kurzen Metallstabes in der Erde. (die Erde unendlich groß vorausgesetzt und eine bestimmter spezifischer Widerstand vorgegeben)

hws

Hallo Torsten

Schon mal vielen Dank für deine Antwort! LTSpice kenne ich bisher noch nicht aber mal schauen ob ich entweder LTSpice selbst oder sonst etwas ähnliches auftreiben kann! Die Idee klingt auf jedenfall vielversprechend!

Thx und einen Gruss, Sili

Hallo hws

das Bild im Anhang zeigt die Situation vereinfacht dar.

>> Ich seh dort keinen Kondensator, zumindest keinen
>> Plattenkondensator.

>> Der hat nämlich 2 gut leitende Platten mit irgendwas
>> dazwischen.

Hier liegt der springende Punkt: ich würde gerne wissen, wie sich ein "Plattenkondensator" verhält (bezgl. Ladeverhalten, Ladedauer), wenn eine Platte eine gut leitende Platte ist und die andere halt eben Neopren (0.1 MOhm).

Der Leim dazwischen ist ein Isolator (sprich mit dem Isolationsmessgerät findet man einen Widerstand von >550 MOhm).


Danke nochmals und einen Gruss, Sili

» Platte eine gut leitende Platte ist und die andere halt eben Neopren (0.1
» MOhm).

Und wie sieht der "Draht" aus? Ein kleines Stück oder "Knubbel" auf das Neopren geklebt, gepresst, reingesteckt?
Einmal längs über die ganze Anordnung?

Und wie sind die 100kOhm gemessen? Üblich ist der Widerstand eines beliebig großen Quadrates von einer Kante zur gegenüberliegenden. Doppelter Abstand -> doppelte Breite = immer noch gleicher Widerstand.
Aber bei deiner Anordnung kommt es auf die Dicke des Neoprens bzw des so gemessenen Widerstandes an.

Halbwegs exakt könnte man das mit der Finite-Elemente-Methode hinbekommen.

Überschlägig vielleicht per Überlegung:
Welche direkte Kapazität (bzw welches Xc) ergibt sich aus Metallplatte zu blankem Draht als Gegenelektrode.
Ist dieses sehr hoch oder eher gering gegenüber den 0,1MOhm des Neoprens?
Könnte man daher in erster Näherung das Neopren als Leiter oder eher als so hochohmig und daher vernachlässigbar ansehen?

Kannst du irgendwo diese Anordnung ausmessen (evtl mit unterschiedlich hohen Frequenzen) und Kapazität bzw Verlustwinkel feststellen?

Ich kapier allerdings immer noch nicht, auf was die ganze Messung hinauswill.

Es wird sehr auf die Kontaktierung des Drahtes mit dem Neopren ankommen. (Länge, Form, Druck, Leitfähigkeit der Kontaktierung .. usw)

hws

Die Kontaktierung findet über einen kleinen Punkt statt, also eigentlich wird der Draht nur auf einem Punkt auf die Aluplatte/Neoprenmatte gehalten.
Die 100 kOhm sind mit einem Fluke Isolationsmesser gemessen worden. Es ist beliebig, wo auf dem Neopren die beiden Sonden hingehalten werden, ablesen kann man immer 100 kOhm.

Ich dank dir sehr für deine Inputs, ich werde mal schauen ob wir was halbwegs Schlaues berechnen können

Auf die ganze Problematik sind wir an einem Flugzeug gestossen, da sind auf den Flügeln "de-icing boots" aufgeklebt, die pneumatisch die Flügel von der Eisschicht befreien können. Diese Boots sind aus Neopren, der Flügel darunter aus Aluminium. Das Messprotokoll gibt einen maximalen Widerstand zwischen Masse und Boot vor, aber wie sich rausstellt, wird der Widerstand grösser je länger man misst, was nach einiger Zeit zur Idee geführt hat, das Boot und Flügel als Kondensator wirken.

Nochmals vielen Dank und einen Gruss, Sili

» Die Kontaktierung findet über einen kleinen Punkt statt ...

Dann hast du eben keinen Plattenkondensator. Und kannst das ganze auch nicht so berechnen.

» Die 100 kOhm sind mit einem Fluke Isolationsmesser gemessen worden. Es ist
» beliebig, wo auf dem Neopren die beiden Sonden hingehalten werden, ablesen
» kann man immer 100 kOhm.

Das ist die korrekte Methode. Kurze Erklärung war in der vorigen Mail.

» Ich dank dir sehr für deine Inputs, ich werde mal schauen ob wir was
» halbwegs Schlaues berechnen können

Theoretisch einen Kondensator berechnen und durch Messung verifizieren?

Könnte man mit der FEM versuchen wie von Torsten angegeben.

» Das Messprotokoll gibt einen maximalen
» Widerstand zwischen Masse und Boot vor

Wo liegt der - im Vergleich zu den 100k mit dem Fluke gemessen.
Und wie ist dort mechanisch der zweite Kontakt auf dem Neopren angeschlossen? Doch sicher nicht nur ein kleines Drahtstückchen?
Soll über die Messung eine physikalische Größe festgestellt werden (Dicke der Eisschicht z.B.) oder soll darüber Energie zugeführt werden (z.B. zum Erwärmen der Neoprenschicht)?

Den Sinn der punktförmigen Kontaktierung versteh ich nicht.

hws

wenns kein kondensator ist, kann man die ganze idee sowieso abhaken ... wir wollen nur messen, ob der boot irgendwie zur metallstruktur verbunden ist, da die statischen ladungen einen weg für die ableitung haben müssen. wir können uns aber nicht erklären, warum man einen widerstand von wenigern 100kOhm erhält, wenn man zwischen flügel und boot misst, da kein kontakt vorhanden ist --> deshalb die idee, dass es ein kondensator sein könnte, der sich am anfang wenn man misst auflädt und deshalb "leitend" erscheint aber sich langsam sättigt und somit kam ich zu meiner ursprünglichen frage: wie verhält sich ein kondensator, wenn nur eine seite gut leitend ist und die andere nicht ...

auf jeden fall danke nochmals, gruss sili

» » Die Kontaktierung findet über einen kleinen Punkt statt ...
»
» Dann hast du eben keinen Plattenkondensator. Und kannst das ganze auch
» nicht so berechnen.
»
» » Die 100 kOhm sind mit einem Fluke Isolationsmesser gemessen worden. Es
» ist
» » beliebig, wo auf dem Neopren die beiden Sonden hingehalten werden,
» ablesen
» » kann man immer 100 kOhm.
»
» Das ist die korrekte Methode. Kurze Erklärung war in der vorigen Mail.
»
» » Ich dank dir sehr für deine Inputs, ich werde mal schauen ob wir was
» » halbwegs Schlaues berechnen können
»
» Theoretisch einen Kondensator berechnen und durch Messung verifizieren?
»
» Könnte man mit der FEM versuchen wie von Torsten angegeben.
»
» » Das Messprotokoll gibt einen maximalen
» » Widerstand zwischen Masse und Boot vor
»
» Wo liegt der - im Vergleich zu den 100k mit dem Fluke gemessen.
» Und wie ist dort mechanisch der zweite Kontakt auf dem Neopren
» angeschlossen? Doch sicher nicht nur ein kleines Drahtstückchen?
» Soll über die Messung eine physikalische Größe festgestellt werden (Dicke
» der Eisschicht z.B.) oder soll darüber Energie zugeführt werden (z.B. zum
» Erwärmen der Neoprenschicht)?
»
» Den Sinn der punktförmigen Kontaktierung versteh ich nicht.
»
» hws