La teoría de descarga del condensador vs experimento no coincide

8

Estoy tratando de descargar mi condensador 1F sobre una resistencia de 47 ohmios que conecté en paralelo con el condensador. He calculado el tiempo que tomaría descargar de 5V a 4V como 10.55 segundos con la siguiente fórmula: V (t) = V0 * exp (-t / RC). Donde V (t) es de 4 voltios y V0 es de 5 voltios. Pero cada vez que conecto el osciloscopio para observar el cambio de voltaje, veo esto

Toma exactamente 0.2 segundos de 5v a 4v, cualquier idea que explique por qué hay una gran brecha entre mi valor anticipado y el que mido es apreciado. Que tengan un buen día gente :)

Dogus Ural
fuente
1
Esa es una gran desviación. Desde la captura del alcance, parece que la caída inicial es mucho más pronunciada de lo que se supone que es. ¿Podría ser que los supercondensadores no sean condensadores muy "buenos"? ¿Sus características V / I solo se aproximan aproximadamente a un condensador ideal? ¿Es el resto de la curva algo como se esperaba?
mkeith
3
¿Cuál es la ESR interna de ese límite? dar el número de pieza / hoja de datos de la tapa.
user19579
1
Además, 0.22 no es exactamente 0.2 segundos. Y sí, estoy siendo pedante.
Dmitry Grigoryev
Marca: KAMCAP Modelo: 5.5V 1F
Dogus Ural
El resto de la curva es como se supone que es, completamente descargada alrededor de 5RC segundos.
Dogus Ural

Respuestas:

25

Debe verificar la hoja de datos para estar seguro, pero la causa habitual sería que los ultracaps a menudo son bastante limitados en términos de corriente que pueden proporcionar. Está tratando de extraer aproximadamente 100 mA, mientras que la mayoría de los ultracaps tienen una corriente de descarga de 1-10 mA.

Por cierto, te sugiero que detengas tus experimentos si necesitas ese límite más adelante. Puede dañar fácilmente un ultracap por una corriente de carga / descarga fuera de especificaciones. La tapa puede fallar al abrirse o perder algo de su capacidad nominal (tal vez eso ya haya sucedido, lo que contribuye al corto tiempo de descarga que está observando).

Actualizar:

Según la hoja de datos, su tapa tiene una resistencia en serie equivalente máxima de 22 ohmios. Cuando conecta una carga de 47 ohmios, se permite que la tapa caiga internamente hasta 1/3 de su voltaje. Eso es lo que observa: el voltaje cae rápidamente de 5V a aproximadamente 3.3V y luego sigue cayendo exponencialmente como esperaba. A la larga, la constante de tiempo de descarga debe estar alrededor (R + ESR) * C.

Dmitry Grigoryev
fuente
Pero dice resistencia de 22 ohmios a una frecuencia de 1 kHz, y qué puedo hacer para evitar la caída repentina, ya que mi prioridad es observar el rango de 5V-4V
Dogus Ural
1
No puedes evitarlo. El hecho de que la ESR se midió a 1 kHz no significa que se convierta en cero a frecuencias más bajas. La tapa está hecha de microestructuras porosas para maximizar la superficie del electrodo, y esas microestructuras tienen una resistencia significativa.
Dmitry Grigoryev