Kondensator DIY - Selbstbau
1) Plattenkondensator PE
2) Wickelkondensator PET
Selbstbau Kondensatoren erreichen bei weitem nicht die Puls-Leistungen von MMC Kondensator-Ketten!
Für tolle Tesla Spulen Effekte sind zwingend MMCs zu verwenden!
Ein Problem bei Hochspannungskondensatoren ist das Auftreten der Corona Effekte. Das ist etwa wie Wetterleuchten, dieser Effekt tritt ab 5-7.5kV auf, d.h. die Ränder der Folien beginnen in der Luft mit einem Ladungsaustausch. Bei Glas ist das nicht so schlimm, Glas hat aber grosse Verluste, bei Kunststoff wird alles Warm und der Kondensator kann zerstört werden. Um die Corona Effekte weg zu bekommen und die Zerstörung zu verhindern müssen die Kondensatoren in Mineralöl eingelegt werden. Um den Corona Effekte etwas zu verhindern verwenden wir drei Selbstbau-Kondensatoren in Serie was die gesamt Spannung erhöht, jedoch auch die Kapazität reduziert.
Die besten eigenschafte für Kondensatoren hat PP (Fast keine Verluste) und LDPE-Folie (Low Density PolyEthylene). LDPE hat fast keine Verluste, eine hohe Spannungsfestigkeit und gute Dielektrische Eigenschaften. PET gibts als Laminierfolie (zum Thermischen Einschweissen von Ausdrucken) mit 125um Dicke. PET hat erhöhte Verluste im Kondensator
1) Plattenkondensator PE Selbstbau
PE kann als Platten oder Folie fast überall günstig besorgt werden:
Z.B. beim Baumarkt als Platten oder als PE Abdeckfolie 0.5mm (0.5Euro/m2)
Die Abdeckfolie aus PE kann mit der Schere zugeschnitten werden.
Aufbau 3 Kondensatoren als Platten auf einem Packet
93 Stk. PE/PP/PS Platte 200x200mm 0.5mm stark
90 Stk. Kupferfolie (od. Alufolie dick) 160x160mm ab 20um Stärke
2 Stk. Holzplatte 240x240mm 15mm Stärke
3 Stk. Gewindestangen M6 mit je 2 x Muttern
Berechnung Kondensatoren:
C = Eo * Er * A / a
C = Kapazität in Farad, Eo = 8.85e-12 (A*s/(V*m)), Er = 2.3 für PE/PP/PS (1 für Luft),
A = Fläche in m2, a = Abstand in m
Berechnung: Einer der drei Kondensatoren (die in Serie geschaltet sind)
Material: PE/PP/PS 0.5mm Dick (a = Abstand in m = 0.0005m) 0.0005m
Dielektrikum: Er = 2.3 für PE/PP/PS (1 für Luft)
Fläche: 2x20 x 160x160mm 2x20x0.16x0.16 = 1.024m2
Spannungsfest: 0.5mm PE/PP/PS = (40kV/mm*0.5mm) = 20kV
Berechnung C=: C=8.85e-12*2.3*1.024/0.0005 = ca. 40nF
Komplettes-Pack: 3x40nF 20kV in Serie = 40nF/3 = 13nF 60kV
Abmessungen: 93x0.5mm+90x0.02+(90x0.04)+2x15= 240x240x82mm
2) Wickelkondensator PET Selbstbau
Wir nehmen mal PET Laminierfolien Taschen mit 2x125um = 0.25mm
(Es kann auch Folie aus PE, PP verwendet werden)
Aufbau 3 Kondensatoren gewickelt auf ein PVC Elektro Rohr 22mm Durchmesser
6 Stk. PET (PE/PP/PS) Streifen 107x2000mm 0.25mm stark
6 Stk. Aluminiumfolie dick (od. Kupferfolie) 75x1960mm ab 20um Stärke
18 Stk. Aluminiumfolie dick (od. Kupferfolie) 30x120mm ab 20um Stärke (Anschluss)
1 Stk. PVC Rohr 2mm Dick 42cm lang
Aluminium oder PET Folien können 10mm überlappend mit Tape (Klebband) verbunden werden
Die Elektroanschlüsse werden 3 Stk. je Folie aufgeklebt (eine Folie nach links und eine nach rechts)
Berechnung Kondensatoren:
C = Eo * Er * A / a
C = Kapazität in Farad, Eo = 8.85e-12 (A*s/(V*m)), Er = 4.0 PET, 2.3 für PE/PP/PS (1 für Luft),
A = Fläche in m2, a = Abstand in m
Berechnung: Einer der drei Kondensatoren (die in Serie geschaltet sind)
Material: PET 0.25mm Dick (a = Abstand in m = 0.00025m) 0.00025m
Dielektrikum: Er = 4.0 für PET (2.3 PE/PP/PS, 1 für Luft)
Fläche: 2x 75x1962mm 2x0.075x1.96 = 0.3m2
Spannungsfest: 0.25mm PET = (40kV/mm*0.25mm) = 10kV
Berechnung C=: C=8.85e-12*4.0*0.3/0.00025 = ca. 40nF
Komplettes-Pack: 3x40nF 10kV in Serie = 40nF/3 = 13nF 30kV
Abmessungen: 93x0.5mm+90x0.02+(90x0.04)+2x15= 240x240x82mm
ACHTUNG: Die Kondensatoren können eine beträchtliche Spannung entwickeln, auch wenn diese zuvor komplett entladen wurden (Der Memory Effekt). Um die Spannungsverteilung gleichmässig zu verteilen und den Selbstladung zu verhindern werden Widerstände über die Kondensatoren verbaut.
Hochspannungs-Widerstand 33MR 0.5W 3.5kV Euro:0.6 (VR37000003305JA100)
Bei 3x10kV: 3x3x33MR = 300MR, max 4.5W, max 32kV (Verlust 3W)
Werkstoff Spannungsfestigkeit Er Verluste
Luft 1kV/mm 1.0 0
HDPE 53kV/mm 2.3 0.02-0.02%
LDPE 30-40kV/mm 2.3 0.02-0.03%
PE 50kV/mm 2.3 0.02-0.035%
PP 50-65kV/mm 2.3 0.025-0.035%
PTFE 48kV/mm 2.1 0.05-0.07%
PS 43kV/mm 2.5 0.05-0.09%
Travo-Öl 10-20kV/mm 2.4 0.02%
Mineral-Öl 20-30kV/mm 2.2 0.03%
ABS 35-50kV/mm 2.4 0.05-1.0%
Epoxydharz 30-40kV/mm 3.5-5.0 0.1%
PET 42kV/mm 4.0 0.2-0.5%
PC 34kV/mm 3.0 0.5-0.9%
Glas 20-50kV/mm 5.0 (3-14) 0.1-1.0%
PMMA 30-40kV/mm 3.6 2.0-5.0%
PVC 40kV/mm 3.5 1.2-3.0%
PUR 28kV/mm 3.6 3.8-11.1%
Pertinax 10-20kV/mm 3.5-5.5 9.0%
Holz 6-11kV/mm 2.5-6.8