Frage zu "Elkobänken"

-Coolio- schrieb:

Nun habe ich aber mal gelesen (und selber ausprobiert) dass die Spannungsfestigkeit mit jedem parallelgeschalteten Kondensator verringert wird, also zwei 10uF/350V Elkos parallel zwar 20uF haben, aber nur noch 175V Spannungsfestigkeit. Nun wunder ich mich wie die Dinger so verschaltet ihre Spannungsfestigkeit behalten können, wenn 10 Elkos a 2200 uF / 63V parallel geschalten sind?

Du wunderst dich, weil die Grundannahme falsch ist.

Warum sollte sich die Spannungsfestigkeit beim Parallelschalten reduzieren? Ist doch Quatsch. Entscheidend ist der C mit der KLEINSTEN Spannungsfestigkeit von allen.
Oder in mathematisch:
U_max = min(U_max,i) ; i = 1..N
(N = Anzahl Cs)

In dem Moment, wo auch nur ein C aufgibt, ist die Spannung zu hoch. Wenn einer 35 V kann und die anderen 63, dann kannst du trotzdem nur maximal 35 V draufgeben.

Du hattest wahrscheinlich etwas zur Reihenschaltung gelesen, richtig? Es ist ja für hohe Spannungen manchmal nötig, zwei Elkos in Reihe zu schalten. Dabei kann man nämlich in der Tat nicht von doppelter Spannungsfestigkeit ausgehen - höher, ja, aber nicht verdoppelt.

Eine Elkobank hat neben mehr Flexibilität in Sachen Bauhöhe und Form der Stützkapazität auch den Vorteil einer größeren Bandbreite. (Sind aber natürlich mehr Lötstellen. Und die kleinere Bauhöhe ist ebenso Segen wie Fluch, je nach Platzverhältnissen.) Das nützt aber natürlich auch nur dann etwas, wenn der Verbraucher nicht gerade über ellenlange Leitungen damit verbunden ist, die durch ihre Induktivität die Impedanz bei hohen Frequenzen wieder hochtreiben. Deswegen setzt man im Zweifelfall lieber beim Verbraucher noch einmal kleine Stützkondensatoren ein.

NF-Verstärker sind übrigens oft derart unkritisch, daß sie tlw. nur mit zwei dicken "Pötten" zur Siebung im Netzteil betrieben werden. Nochmal 100-220µ direkt dran sind aber schon schöner. Als Verstärkerentwickler kann man die Ansprüche einer Schaltung an die Siebung gering halten, indem man einzelne Mechanismen zur Entstehung von Schwingungen gezielt ausschaltet (so hat z.B. die Differenzstufe oft noch einmal extra gesiebte Spannungen).

Wieso soll man bei Serienschaltung nicht von entsprechend erhöhter Spannungsfestigkeit ausgehen? Im Prinzip schon, aber bereits geringe Unterschiede im Isolationswiderstand (DC) oder Kapacität (AC, Einschaltverhalten) verändern die Teilspannungen.
Deshalb bei Serienschaltung: auf gleiche Kapazität ausmessen und nicht zu knapp bemessene Widerstände parallel zum kapazitiven Teiler!

Grüße, Hmeck

Meine Wenigkeit schrieb:

Warum sollte sich die Spannungsfestigkeit beim Parallelschalten reduzieren? Ist doch Quatsch. Entscheidend ist der C mit der KLEINSTEN Spannungsfestigkeit von allen. Oder in mathematisch: U_max = min(U_max,i) ; i = 1..N (N = Anzahl Cs) In dem Moment, wo auch nur ein C aufgibt, ist die Spannung zu hoch. Wenn einer 35 V kann und die anderen 63, dann kannst du trotzdem nur maximal 35 V draufgeben.

Mir ist dazu noch ein kleines Beispiel eingefallen, das man vielleicht aus dem Physikunterricht kennt - Stichwort "verbundene Gefäße".

Man betrachte eine Reihe oben offener Wassertanks, der jeweils unten miteinander verbunden sind. Befüllt man diese, so ist bekannt, daß der Wasserspiegel letztlich in allen gleich hoch sein wird. Damit sollte einsichtig sein, welcher zuerst überläuft - der mit der geringsten Höhe.

Unsere Parallelschaltung kann man ganz analog betrachten - die Höhe des Wasserspiegels ist die Spannung, und die Spannungsfestigkeit der einzelnen Elkos entspricht der Höhe der einzelnen Tanks.

Die nachlaufene Wassermenge pro Zeiteinheit ist übrigens der Strom. Damit sollte auch klar werden, warum bei einer dauerhaft höheren angelegten Spannung reichlich Strom in dem "Flaschenhals-Elko" verschwindet. Bei entsprechend hohem Spannungsabfall kommt auch P = U*I zum Tragen, es fängt drinnen an zu blubbern, er bläht sich auf oder platzt gar mit einem Knall.