Por que tomar cuidado ao fechar um circuito capacitivo?

No outro dia da aula, nosso professor nos disse que é preciso tomar cuidado ao fechar um circuito capacitivo e ao abrir um circuito indutivo.

Porque isto é assim?

Eu entendo parcialmente a parte indutiva. Como o indutor apenas permite que a corrente mude gradualmente através dele, se o fluxo de corrente for subitamente interrompido, a tensão através dele aumentará repentinamente, danificando-o.

Não consigo pensar em algo para um capacitor.

capacitor inductor electrolytic-capacitor

— user_9
fonte

"O indutor apenas permite que a corrente mude gradualmente através dele" . Pense nisso: o que os capacitores preferem mudar gradualmente?

— glen_geek

@glen_geek Voltagem, certo? Se a tensão mudar rapidamente, a corrente aumentará repentinamente. O que aconteceria com o capacitor então?

— user_9

Sim, a corrente alta é o resultado de uma mudança rápida da tensão. Todo capacitor tem alguma esperança de resistência interna pequena (ESR) ... altas correntes devem fluir através dessa resistência gerando calor. Não é uma coisa desejável.

— glen_geek

O capacitor em si provavelmente tem o menor problema com um curto repentino, é mais ou menos para o que ele foi construído, mas todo o resto pode ser altamente problemático, como traços de PCB começando a brilhar e arruinar o seu dia e tal.

— Wiebel 19/08/19

Tente. É instrutivo.

— Peter - Restabelece Monica

Respostas:

Em teoria, quando um capacitor vazio é conectado a uma fonte de tensão ideal, a corrente infinita flui até o capacitor ser carregado na tensão fornecida. Basicamente, a mesma coisa ao desconectar um indutor energizado, em teoria, a tensão chega ao infinito. Muitos dispositivos, como fontes de alimentação de computadores, lâmpadas LED e carregadores de telefone, limitam a corrente de irrupção por causa da capacitância.

— Apenas eu
fonte

Mas também quando a corrente que flui para o capacitor é limitada por um resistor, a corrente máxima é atingida instantaneamente após o fechamento do circuito.

— Uwe

Além disso, apenas por questões de engenharia, mesmo que o sistema possa lidar com as correntes de irrupção, o comutador físico ou o relé em si deve ser robusto o suficiente para sobreviver ao arco associado nos pontos de contato, nem acumular danos que possam danificar o contato nem soldar a si mesmo fechado.

— J ...

@J ... Sem mencionar, acumular danos que possam representar um risco à segurança física do operador.

— BTA

Esse é um capacitor IDEAL, é claro.

— Richard1941 30/08/19

edição / correção. ...

Uma tensão de passo causa uma corrente de passo max Ic (t) = Vcc / ESR .
(@ t = 0) quando o contato é feito da tampa descarregada para uma fonte de tensão ideal, então ....

A corrente decai em uma inclinação em ~ 60% da oscilação inicial max Ic em t = 0 quando t = VHS * C = $\tau$

Portanto, considere um big cap caro com Vcc = 12V, e a ESR ultra baixa foi de 12 milhões de hm, em teoria Ic max = Vcc / ESR = 12V / 12mohm = 1000 Amps

É o que acontece Se Vcc é uma bateria de carro, é usado como um capacitor com um valor de muitas dezenas de milhares de Farads quando a classificação de frio ou CCA é de apenas 800 A.

Mas o mesmo pico de corrente ocorre em uma grande tampa plástica conhecida por possuir baixa ESR, mas menor capacitância, com a mesma ESR. Porém, quando a ESR não é fornecida, eles classificam a corrente de ondulação do RMS, ou isso é chamado de propósito geral, o que significa que a ESR * C geralmente é >> 100 us.

Esse pode ser um exemplo extremo, mas ilustra a matemática. Caso contrário, a fonte Vcc cairia à medida que a C & Vcc fosse cobrada.

As tampas de computador ou as tampas de plástico de alta tensão conduzem correntes perigosas, como impulsionar as baterias com o cabo de ligação em ponte. Cargas de polaridade reversa podem causar rápida quebra e resultados explosivos.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
fonte

um capacitor comporta curto-circuito no ideal quando t = 0 (inicialmente) significa que se as propriedades físicas desse capacitor fossem adequadas, a corrente que fluía através da tampa seria infinita, mas por causa da ESR não é possível para tampas reais e para tal ESR A corrente inicial de valor será Vcap / ESR, que é uma quantidade muito alta de Amps. Para capacidades de alta quantidade, a corrente de irrupção será muito mais do que uma tampa em um pequeno circuito. Como você sabe, uma quantidade alta de Amps conduz o ARC ao aplicar tensão em um circuito , para danificar se você se comportar de forma imprudente

Essas condições são as mesmas para o indutivo quando você quebra o indutor energizado, mas a tensão será uma quantidade muito alta de volts em vez de corrente

— Mustafa YETİŞ
fonte