Warum sind Ultrakondensatoren im Vergleich zu Batterien als Energiespeicher extrem sicher?
Eine sehr interessante Frage, ich habe vor meinem Studium Elektronik gelernt und maße mir etwas Fachwissen an ohne diesbezügl. Autodidakt zu sein.
Kondensator, dass sind zwei leitfähige, z.B. Metallische Körper (ideal dünne Folien z.B. denn es geht um Oberfläche und nicht Masse). Diese stehen einander gegenüber mit s.o. definierter Fläche, isoliertem Abstand zueinander und für den isolierten Abstand typisch eine variable Dielektrizitätskonstante als Materialeigenschaft einschl. Luft u. Vakuum.
Bewusst gehe ich nicht auf techn. Anwendungen und Schaltungen ein, da gibt es eine Vielzahl, etliche Materialpaarungen und Bauformen sind extrem anwendungsbegrenzt.
Häufig sind Wickelkondensatoren, gewickelte Metallfolie mit Isolierfolie dazwischen. Ziemliche Universalgenies wenn man Spannungsfwstigkeit und Frequenz beachtet.
Daneben gibt es ungewickelte Kondensatore in Schichtungen, die im Höheren Frequenzbereich mehr punkten. Denn Wickeln bringt einen induktiven Beieffekt.
Es gibt keramische Scheiben und Röhrchen für hochfreqente Anwendungen und da sogar Varianten, wi die Kapazität paralell verlfd. Leitungrn genutzt wird.
Elektrolytkondensatoren sind Leistungs-arbeitspferde. Typ. in Poweranwendungen mit großer Kapazität. Grundsätzl. sind viele Alu-folie Wickelkondensatoren mit einer Art Fliespapier dazwischen, mit einer Chemikalienlösung getränkt. Durch Anlegen einer kontrolliert gesteigerten Gleichspannung wird die Alufolie oberflächlich zur Bildung einer Aluminiumschicht angeregt, Eloxal, chem. so was wie Korund und Saphier. Das Zeug isoliert super gut, der Ätzprozess vergröbert und vergrößert die Folienoberfläche ungemein. Daduch steigt die Kapazität enorm. Damit die speicherbare Energie. Leider , die Dinger können mit der Zeit austrocknen oder durch Nichtgebrauch entformatieren und das kann dann beim Einschalten unter Volllast unerfreulich werden.
Die alten bildröhren waren eine Elktronen-strahlröhre. Ohne auf innere Details einzugehen, stellt euch eine luftdichte Glasflasche mit nahezu perfektem Vakuum innen vor. Hinten an der Bildröhre ist die Kathode, minus von der der gesteuerte Elektronenstrahl zur Anode, positiv, fliegt. Dabei trifft er auch an der Front die Leuchtschicht und schlägt nebenbei Röntgenstrahlung frei.
Also diese Anodenspannung betrug bei SW-TV etwa 18 KV, für Laien 18.000 Volt! Bei Farb-TV waren es sogar etwa 27 - 30KV, Nur echte Röntgenröhren haben mehr, die Rö-Strahlung steigt mit der Spannung.
Außen war die Rückseite der Bildröhre mit leitfähigem Graphit beschichtet, zur elektr. Abschirmung und dadrüber bei Farb-TV sogar eine Blechhülle, wegen Röntgenstrahlung.
Super und Ultrakondensatoren, der letzte Schrei. Of Energiespeicher zur Recuperation oder impulsartig enorme Stromstärken. Chemisch sind sie eine Modifikation von Elektrolyt-kondensatoren.
Sie sind nicht sehr spannungsfest, der einzelne nur etwa irgendwo 2–4 Volt! Taschenlampen-batterie-Spannung. Aber irrsinnige Kapazitäten.
Große spannungsfeste derartige K. erzeugt man durch sinnvolles Parallel- und Serienschalten. Bei diesen K. eine Kunst, sie müssen in ihren Daten extrem eng toleriert werden, sonst knallt es.
Warum knallt es. Wegen großer Ladungsmenge = Energie und ggf. Spannung.
Ladung wird in Coulomb gemessen, entspricht einem Strom in einem definierten Leiterquerschnitt pro Sekunde.
Kapazität wird in Farad gemessen. Die Unterteilung geht in 10^-3 Schritten:
Farad, Millifarad 10^-3; Mikrofarad 10^-6; Nanofarad 10^-9, Pikofarad 10^-12 und gelegentl. Femtof. 10^-15 was oft duch magische Leittungstricks realisiert wird.
Leistungskondensatoren zu Glättung von Betriebsspannung hatten für Röhrengeräte typ so 200- 500 Mikrofarat bei Spannungen bis 500 Volt. Damit musste man sorgsam umgehen. In U-Elktronik ist die Kapazität höher. ln meine Highfi Stereendstufe stecken mehrere 50000 Mikrofarattypen mit 60 Volt Spannung. Da dran fassen ist sehr unangenehm und Kurzschluss durch einen Nagel schmilzt 3 mm Stahl in Sekunden.
Die Fernsehbildröhre als Kondensator betrachtet, lnnen- Aussenschicht, Spannung 27 -30kV! Aussenschicht und Anodenanschluss berühren verursachte schwere Schäden an der Einrichtung, gelegentluch flog im Stromschock geschleudert das bis 50 kg schwere Gerät von der Werkbank. Der Humanschaden war erheblich. Ich habe zwei Kollegen mit NAW abtransportiert gesehen mit Schweren Herfunktionsschäden. Wir hatten eine Fülle Arbeitsanweisungen und vor allem, niemals allein in der Werkstatt dabei! Ach ja, Die Bildröhrenkapazität mit Glasdielektrikum war relativ gering so etliche Mikrofarad nur.
Die Ultra- und Superkaps, Goldcaps und wie sie heißen. Voll geladen können sie den Kurzschlussdraht verdampfen. Im KFZ als Gettoblaster werden Solche Monster zusammengeschaltet 1–2 Farad bei 16 Volt Betriebsspannung, damit der Bass am Verstärker die Grundmauern fragmentiert. Ich habe einen! unmittelbar vor dem Magnetschalter vom Starter am Boot zuschaltbar montiert, als Starthilfe, falls die Batterie schwächelt. Überleg mal, er unterstützt eine 100AH - Blei Marinebatterie!
Wenn du mit derartigen Dingen unsachgemäß umgehts, du kannst tot sein, Explosionen und Brände auslösen.
Bitte achtgeben beim.Umgang mit Kondensatoren.
Nachricht an Luise: für mich bleiben deine Werke im Kommentar deaktiviert. Das war schon mal Thema vor Zeiten. lch kann durchaus lesen und verstehen, wenn ich dein Profil öffne. Gelegentlich könnte eine bidirektionale Kommunikation helfen, so wie dein Kommentar neulich mir. Wenn du möchtest, gerne auch als PN, nicht cora puplico. Echte Korrekturen können beiderseits helfen lnhalt zu verbessern.