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Dr. Michael Schiller

E-Mail

12.06.2011,
11:45
 

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität (Elektronik)

Ich bin Chemiker:-) und habe von Elektrotechnik keine Ahnung :-( das Einzige, dass ich weiß, ist, dass Strom gefährlich ist. ;-) Ich bitte das bei der Beantwortung meines Problems zu beachten.

Mein Unternehmen stellt PVC-Additive her, die auch in Kabelanwendungen zum Einsatz kommen. Wir prüfen den spezifischen Widerstand (volume resistivity). Wir wissen auch, dass Wasser diesen senkt. (Ist ja auch logisch, selbst für einen Chemiker.)

Ein Kunde möchte nun die capacitance in Abhängigkeit von der Lagerungszeit in einem Wasserbad gemessen haben. Das Handbuch zum Gerät gibt mir keine Auskunft darüber, ob es das kann. Nun habe ich mich soweit belesen, dass ich aus meinem Messwert die "specific conductance" berechnen kann. Als ich über die elektrische Kapazität gelesen habe, hat mein Verständnis ausgesetzt. Meine Fragen (Nicht lachen):

- Kann ich der Volume resistivity auf die Capacitance schließen?
- Wie beeinflusst Wasser die capacitance?

Verzweifelt

M

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

12.06.2011,
11:58

@ Dr. Michael Schiller

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» Ich bin Chemiker:-) und habe von Elektrotechnik keine Ahnung :-( das
» Einzige, dass ich weiß, ist, dass Strom gefährlich ist. ;-) Ich bitte das
» bei der Beantwortung meines Problems zu beachten.
»
» Mein Unternehmen stellt PVC-Additive her, die auch in Kabelanwendungen zum
» Einsatz kommen. Wir prüfen den spezifischen Widerstand (volume
» resistivity). Wir wissen auch, dass Wasser diesen senkt. (Ist ja auch
» logisch, selbst für einen Chemiker.)
»
» Ein Kunde möchte nun die capacitance in Abhängigkeit von der Lagerungszeit
» in einem Wasserbad gemessen haben. Das Handbuch zum Gerät gibt mir keine
» Auskunft darüber, ob es das kann. Nun habe ich mich soweit belesen, dass
» ich aus meinem Messwert die "specific conductance" berechnen kann. Als ich
» über die elektrische Kapazität gelesen habe, hat mein Verständnis
» ausgesetzt. Meine Fragen (Nicht lachen):
»
» - Kann ich der Volume resistivity auf die Capacitance schließen?
» - Wie beeinflusst Wasser die capacitance?

Für die Grundlagen schaust Du am besten hier nach:
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Kapazität
Wichtig für Dich ist vor allen die spezifische
Kapazität epsilon. Diese ist ein Materialfaktor,
der durchaus z.B. durch Feuchtigkeit beeinflusst
werden kann. Einen Zusammenhang mit der spezifischen
Leitfähigkeit gibt es da aber m.W. nicht. Allerdings
könnte diese die Genauigkeit einer Kapazitätsmessung
beeinflussen. Trotzdem würde ich für einen ersten
Überblick einfach mit einem normalen Kapazitäts-
Messgerät nachmessen.
Gruss
Harald
PS: Wenn Du Wert auf die Anrede Dr. legst, solltest
Du uns darauf noch mal hinweisen.

Dr. Michael Schiller

E-Mail

12.06.2011,
16:11

@ Harald Wilhelms

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» » Ich bin Chemiker:-) und habe von Elektrotechnik keine Ahnung :-( das
» » Einzige, dass ich weiß, ist, dass Strom gefährlich ist. ;-) Ich bitte
» das
» » bei der Beantwortung meines Problems zu beachten.
» »
» » Mein Unternehmen stellt PVC-Additive her, die auch in Kabelanwendungen
» zum
» » Einsatz kommen. Wir prüfen den spezifischen Widerstand (volume
» » resistivity). Wir wissen auch, dass Wasser diesen senkt. (Ist ja auch
» » logisch, selbst für einen Chemiker.)
» »
» » Ein Kunde möchte nun die capacitance in Abhängigkeit von der
» Lagerungszeit
» » in einem Wasserbad gemessen haben. Das Handbuch zum Gerät gibt mir
» keine
» » Auskunft darüber, ob es das kann. Nun habe ich mich soweit belesen,
» dass
» » ich aus meinem Messwert die "specific conductance" berechnen kann. Als
» ich
» » über die elektrische Kapazität gelesen habe, hat mein Verständnis
» » ausgesetzt. Meine Fragen (Nicht lachen):
» »
» » - Kann ich der Volume resistivity auf die Capacitance schließen?
» » - Wie beeinflusst Wasser die capacitance?
»
» Für die Grundlagen schaust Du am besten hier nach:
» http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Kapazität
» Wichtig für Dich ist vor allen die spezifische
» Kapazität epsilon. Diese ist ein Materialfaktor,
» der durchaus z.B. durch Feuchtigkeit beeinflusst
» werden kann. Einen Zusammenhang mit der spezifischen
» Leitfähigkeit gibt es da aber m.W. nicht. Allerdings
» könnte diese die Genauigkeit einer Kapazitätsmessung
» beeinflussen. Trotzdem würde ich für einen ersten
» Überblick einfach mit einem normalen Kapazitäts-
» Messgerät nachmessen.
» Gruss
» Harald
» PS: Wenn Du Wert auf die Anrede Dr. legst, solltest
» Du uns darauf noch mal hinweisen.

Erst einmal vielen Deine Dank für die Antwort, die mir schon ein bißchen weiter geholfen hat. Wikipedia hatte ich mir schon angeschaut, aber dann hat's ausgesetzt mit meinem Verständnis. Kapazitäts-Messgerät ist ein guter Hinweis. Hatte ich vergessen. Meine letzte Physikstunde liegt schon fast 30 Jahre zurück. Da wir beim Du sind und ich privat angefragt habe, ist der Dr. auch Wurscht.

Altgeselle(R)

E-Mail

12.06.2011,
18:14

@ Dr. Michael Schiller

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» » » Ich bin Chemiker:-) und habe von Elektrotechnik keine Ahnung :-( das
» » » Einzige, dass ich weiß, ist, dass Strom gefährlich ist. ;-) Ich bitte
» » das
» » » bei der Beantwortung meines Problems zu beachten.
» » »
» » » Mein Unternehmen stellt PVC-Additive her, die auch in
» Kabelanwendungen
» » zum
» » » Einsatz kommen. Wir prüfen den spezifischen Widerstand (volume
» » » resistivity). Wir wissen auch, dass Wasser diesen senkt. (Ist ja auch
» » » logisch, selbst für einen Chemiker.)
» » »
» » » Ein Kunde möchte nun die capacitance in Abhängigkeit von der
» » Lagerungszeit
» » » in einem Wasserbad gemessen haben. Das Handbuch zum Gerät gibt mir
» » keine
» » » Auskunft darüber, ob es das kann. Nun habe ich mich soweit belesen,
» » dass
» » » ich aus meinem Messwert die "specific conductance" berechnen kann.
» Als
» » ich
» » » über die elektrische Kapazität gelesen habe, hat mein Verständnis
» » » ausgesetzt. Meine Fragen (Nicht lachen):
» » »
» » » - Kann ich der Volume resistivity auf die Capacitance schließen?
» » » - Wie beeinflusst Wasser die capacitance?
» »
» » Für die Grundlagen schaust Du am besten hier nach:
» » http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Kapazität
» » Wichtig für Dich ist vor allen die spezifische
» » Kapazität epsilon. Diese ist ein Materialfaktor,
» » der durchaus z.B. durch Feuchtigkeit beeinflusst
» » werden kann. Einen Zusammenhang mit der spezifischen
» » Leitfähigkeit gibt es da aber m.W. nicht. Allerdings
» » könnte diese die Genauigkeit einer Kapazitätsmessung
» » beeinflussen. Trotzdem würde ich für einen ersten
» » Überblick einfach mit einem normalen Kapazitäts-
» » Messgerät nachmessen.
» » Gruss
» » Harald
» » PS: Wenn Du Wert auf die Anrede Dr. legst, solltest
» » Du uns darauf noch mal hinweisen.
»
» Erst einmal vielen Deine Dank für die Antwort, die mir schon ein bißchen
» weiter geholfen hat. Wikipedia hatte ich mir schon angeschaut, aber dann
» hat's ausgesetzt mit meinem Verständnis. Kapazitäts-Messgerät ist ein
» guter Hinweis. Hatte ich vergessen. Meine letzte Physikstunde liegt schon
» fast 30 Jahre zurück. Da wir beim Du sind und ich privat angefragt habe,
» ist der Dr. auch Wurscht.

Hallo,
PVC hat ein Epsilon_r von ca. 5 und nimmt wenig
Wasser auf. Wasser hat jedoch ein Epsilon_r von ca. 80,
so dass doch ein Einfluss zu erwarten ist.
Leider sind Messgeräte zum Bestimmen der Dielektizitätszahl
nicht ganz billig. Hier ein Link:
http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-34051.536879640.00&cc=DE&lc=ger
- und das ist nur die Probenaufnahme, das Kapazitäts-
messgerät kommt noch dazu. Da kann man aber auch ein gutes
Gebrauchtgerät nehmen.
Grüße
Altgeselle

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
12.06.2011,
22:24

@ Dr. Michael Schiller

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» Wir prüfen den spezifischen Widerstand (volume
» resistivity)....

» Ein Kunde möchte nun die capacitance in Abhängigkeit von der Lagerungszeit ...

Sicher, dass ihr beide über dasselbe Thema redet? (und oft hat auch der Kunde keine Ahnung, was er genau will)

Welchen Zusammenhang gibt es beim Auto zwischen der Farbe und der Höchstgeschwindigkeit? Hää, was hat das eine mit dem anderen zu tun? (ok, blödes Beispiel)

Widerstand und Kapazität sind zwei unterschiedliche Eigenschaften einer Leitung (und wird üblicherweise spezifisch pro Längeneinheit angegeben)
Beim Widerstand gibts sogar zwei unterschiedliche werte: Der Widerstand, den ein Kabel von einem ende zum anderen hat. Und zweitens der Isolationswiderstand, den das Kabel wegen der endlichen Isolierfähigkeit hat. (das meßt ihr wohl)

Und es gibt noch einen dritten physikalischen Wert des Kabels: die Induktivität. (auch meist wieder als Induktivitätsbelag pro Meter angegeben)

OK, wenn ihr en Widerstand (volume resistivity) bestimmen könnt, dann geht die Kapazitätsmessung ähnlich. Als "Reagenzglasversuch" ein Kabelstück (bis auf die beiden Enden Zum messen) ins Wasserbad tauchen und mit einem Kapazitätsmeßgerät die Kapazität messen (bzw die zeitliche Änderung über die Zeit)

» ich aus meinem Messwert die "specific conductance" berechnen kann.

Führt aber zur Widerstandsmessung bzw Isolationsmesung.

» über die elektrische Kapazität gelesen habe, hat mein Verständnis ausgesetzt.

Ist auch was völlig anderes.

» - Kann ich der Volume resistivity auf die Capacitance schließen?

nein

» - Wie beeinflusst Wasser die capacitance?

Wird üblicherweise größer. Und gleichzeitig sinkt der Isolationswiderstand.


hws

Dr. Michael Schiller

E-Mail

19.06.2011,
10:00

@ hws

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» » Wir prüfen den spezifischen Widerstand (volume
» » resistivity)....
»
» » Ein Kunde möchte nun die capacitance in Abhängigkeit von der
» Lagerungszeit ...
»
» Sicher, dass ihr beide über dasselbe Thema redet? (und oft hat auch der
» Kunde keine Ahnung, was er genau will)
»
» Welchen Zusammenhang gibt es beim Auto zwischen der Farbe und der
» Höchstgeschwindigkeit? Hää, was hat das eine mit dem anderen zu tun? (ok,
» blödes Beispiel)
»
» Widerstand und Kapazität sind zwei unterschiedliche Eigenschaften einer
» Leitung (und wird üblicherweise spezifisch pro Längeneinheit angegeben)
» Beim Widerstand gibts sogar zwei unterschiedliche werte: Der Widerstand,
» den ein Kabel von einem ende zum anderen hat. Und zweitens der
» Isolationswiderstand, den das Kabel wegen der endlichen Isolierfähigkeit
» hat. (das meßt ihr wohl)
»
» Und es gibt noch einen dritten physikalischen Wert des Kabels: die
» Induktivität. (auch meist wieder als Induktivitätsbelag pro Meter
» angegeben)
»
» OK, wenn ihr en Widerstand (volume resistivity) bestimmen könnt, dann geht
» die Kapazitätsmessung ähnlich. Als "Reagenzglasversuch" ein Kabelstück (bis
» auf die beiden Enden Zum messen) ins Wasserbad tauchen und mit einem
» Kapazitätsmeßgerät die Kapazität messen (bzw die zeitliche Änderung über
» die Zeit)
»
» » ich aus meinem Messwert die "specific conductance" berechnen kann.
»
» Führt aber zur Widerstandsmessung bzw Isolationsmesung.
»
» » über die elektrische Kapazität gelesen habe, hat mein Verständnis
» ausgesetzt.
»
» Ist auch was völlig anderes.
»
» » - Kann ich der Volume resistivity auf die Capacitance schließen?
»
» nein

Da bin ich aber anderer Meinung. Erst habe ich all mein vergessenes Wissen zusammengetragen und selber gerechnet. Dann ich ich mich in wiki bestätigt gefunden. Elektrischer Widerstand und Volume resistivity (spezifischer Widerstand in Abhängigkeit der Messfläche und dem Abstand der Elektroden) hängen sind direkt proprtional,wenn Fläche und Abstand konstant gehalten werden.

Die elektrische Kapazität (capacitance) wird in Farad gemessen. In http://en.wikipedia.org/wiki/Farad findet man verschiedene Umrechnungen von Farad in andere Einheiten: 1 F = (A*s)/V = s/Ohm

Bei gleicher Zeitdauer der Messung, Fläche und Elektrodenabstand kann ich aus der Volume resistivity die capacitance berechnen, oder?

»
» » - Wie beeinflusst Wasser die capacitance?
»
» Wird üblicherweise größer. Und gleichzeitig sinkt der
» Isolationswiderstand.
»

Da stimme ich zu. Wir haben die Wasseraufnahme gemessen und die Volume resistivity. Die ist natürlich um den Faktor 10 gesunken. Wenn meine oben gemachten Überlegungen nicht falsch sind und Capacitance indirekt proportional zur volume resistivity ist, bestätigen meine Messungen Deine Angabe hier. :-D


Liebe Grüße aus der Türkei

M
»
» hws

x y

19.06.2011,
10:10

@ Dr. Michael Schiller

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» Bei gleicher Zeitdauer der Messung, Fläche und Elektrodenabstand kann ich
» aus der Volume resistivity die capacitance berechnen, oder?

Nein.

Dr. Michael Schiller

E-Mail

19.06.2011,
15:22

@ x y

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» » Bei gleicher Zeitdauer der Messung, Fläche und Elektrodenabstand kann
» ich
» » aus der Volume resistivity die capacitance berechnen, oder?
»
» Nein.

warum nicht? Aber bitte erklär es so, dass ich's verstehe. Chemiker und so ;-)

x y

19.06.2011,
15:32

@ Dr. Michael Schiller

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» » » Bei gleicher Zeitdauer der Messung, Fläche und Elektrodenabstand kann
» » ich
» » » aus der Volume resistivity die capacitance berechnen, oder?
» »
» » Nein.
»
» warum nicht? Aber bitte erklär es so, dass ich's verstehe. Chemiker und so
» ;-)

Du glaubst man könne aus Blei Gold machen.

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
19.06.2011,
17:43

@ Dr. Michael Schiller

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» .. 1 F = (A*s)/V = s/Ohm
Zwar etwas unübliche Einheiten, aber bis hierhin korrekt

» Bei gleicher Zeitdauer der Messung, Fläche und Elektrodenabstand kann ich
» aus der Volume resistivity die capacitance berechnen, oder?

Nein.
Nehmen wir ein einfaches Beispiel aus den Grundlagen der Mechanik.

m/s ist eine Geschwindigkeit. m/s² ist eine Beschleunigung.

Wenn ich "beidesmal dieselbe Meßzeit nehme" kann ich trotzdem nicht Geschwindigkeit in Beschleunigung umrechnen.

Ja, mit Integralrechnung bzw Differentialrechnung kann ich das. Bei einer konstanten Geschwindigkeit ist allerdings die Beschleunigung immer = Null.

» .. und Capacitance indirekt proportional zur volume resistivity ist ...

Also den Lösungsansatz würde ich gar nicht erst weiterverfolgen.

Was ist kompliziert daran, mit einem entsprechenden Meßgerät die Kapazität / spezifische Kapazität des Materials zu messen?

hws

Dr. Michael Schiller

E-Mail

20.06.2011,
07:45

@ x y

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» » » » Bei gleicher Zeitdauer der Messung, Fläche und Elektrodenabstand
» kann
» » » ich
» » » » aus der Volume resistivity die capacitance berechnen, oder?
» » »
» » » Nein.
» »
» » warum nicht? Aber bitte erklär es so, dass ich's verstehe. Chemiker und
» so
» » ;-)
»
» Du glaubst man könne aus Blei Gold machen.

Nein, aber ich kann depperte Antworten von hilfreichen unterscheiden. :-D Übrigens ist es theoretisch möglich aus Blei Gold zu machen durch Kernfusion:-P

Dr. Michael Schiller

E-Mail

20.06.2011,
07:49

@ hws

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» » .. 1 F = (A*s)/V = s/Ohm
» Zwar etwas unübliche Einheiten, aber bis hierhin korrekt
»
» » Bei gleicher Zeitdauer der Messung, Fläche und Elektrodenabstand kann
» ich
» » aus der Volume resistivity die capacitance berechnen, oder?
»
» Nein.
» Nehmen wir ein einfaches Beispiel aus den Grundlagen der Mechanik.
»
» m/s ist eine Geschwindigkeit. m/s² ist eine Beschleunigung.
»
» Wenn ich "beidesmal dieselbe Meßzeit nehme" kann ich trotzdem nicht
» Geschwindigkeit in Beschleunigung umrechnen.
»
» Ja, mit Integralrechnung bzw Differentialrechnung kann ich das. Bei einer
» konstanten Geschwindigkeit ist allerdings die Beschleunigung immer =
» Null.
»
» » .. und Capacitance indirekt proportional zur volume resistivity ist ...
»
» Also den Lösungsansatz würde ich gar nicht erst weiterverfolgen.
»
» Was ist kompliziert daran, mit einem entsprechenden Meßgerät die Kapazität
» / spezifische Kapazität des Materials zu messen?
»
» hws

Eigentlich nichts. Ich wollte die Sache nur verstehen. Das Beispiel mit Beschleunigung und Geschwindigkeit hat mir gefallen und beim Verständnis geholfen. Du warst, im Gegensatz zu XY, hilreich. Danke


M

x y

20.06.2011,
14:51

@ Dr. Michael Schiller

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» Nein, aber ich kann depperte Antworten von hilfreichen unterscheiden.

Bist ja ein ganz doller Hecht!

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
20.06.2011,
17:14

@ Dr. Michael Schiller

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» Du warst, im Gegensatz zu XY, hilreich.

xy ist wohl mit Abstand der fähigste Kopf im ganzen Forum.
Allerdings gibt er keine langen Erklärungen sondern weist nur auf bestimmte Lösungswege bzw Fehler hin.
Das Nachdenken bzw in Google nach seinen Stichworten zu suchen, überlässt er dem Frager selbst.
Und er geht davon aus, dass er nicht für Anfänger antwortet.

hws

Dr. Michael Schiller

E-Mail

26.06.2011,
19:47

@ x y

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» » Nein, aber ich kann depperte Antworten von hilfreichen unterscheiden.
»
» Bist ja ein ganz doller Hecht!

Tja, so bin ich halt. Allerdings, Gold könnte man theoretisch nur durch Kernspaltung, nicht durch Kernfusion aus Blei herstellen. Aber was soll das für einen Sinn haben? Dann würde Gold genauso teuer wie Blei jetzt sein.

Die wirkliche Frage ist, wer bist Du. Nicht das es mich wirklich interessiert, aber wahrscheinlich kenne ich Dich.

Dr. Michael Schiller

E-Mail

26.06.2011,
19:48

@ hws

Zusammenhang spezifischer Widerstand & elektrische Kapazität

» » Du warst, im Gegensatz zu XY, hilreich.
»
» xy ist wohl mit Abstand der fähigste Kopf im ganzen Forum.
» Allerdings gibt er keine langen Erklärungen sondern weist nur auf
» bestimmte Lösungswege bzw Fehler hin.
» Das Nachdenken bzw in Google nach seinen Stichworten zu suchen, überlässt
» er dem Frager selbst.
» Und er geht davon aus, dass er nicht für Anfänger antwortet.
»
» hws

Danke!