이 요소는 다양한 장치의 제조 및 수리에 동시에 사용될 수 있기 때문에 매우 다재다능한 것으로 간주됩니다. 그리고 이미 구매하셨다고 해도 완성된 형태어렵지 않을 것입니다. 많은 아마추어 장인들이 자신의 손으로 커패시터를 실험하고 시도하거나 심지어 성공적으로 만드는 것을 기쁘게 생각합니다. 수제 커패시터를 만드는 데 필요한 모든 것이 위에 자세히 설명되어 있으며 원칙적으로 필요한 요소농장에서 구할 수도 있고, 최악의 경우 무료로 판매할 수도 있으므로 어려움이 있어서는 안 됩니다. 아마도 유일한 예외는 파라핀 종이일 것입니다. 이는 일반적으로 파라핀, 파피루스 및 파라핀과 같은 재료를 사용하여 독립적으로 만들어집니다. 일회용 라이터(또는 다른 안전한 화염 소스를 사용할 수도 있습니다).
따라서 종이를 제대로 가공하려면 파라핀을 불로 충분히 가열한 후 부드러워진 부분을 파피루스 양면 전체에 걸어야 합니다. 작업이 완료되고 재료가 적절하게 설정된 후 생성된 파라핀 종이를 아코디언처럼 접어야 합니다(횡방향 전진을 의미). 이 기술은 일반적이지만 특정 단계(3cm마다)를 유지해야 하며 접는 선을 매우 정확하게 만들기 위해 이니셜을 작성하기 전에 간단한 연필로 첫 번째 스트립의 윤곽을 그리는 것이 좋습니다. 동일한 정신으로 계속해서 전체 시트의 개요를 완전히 설명하거나 첫 번째 부분에만 초점을 맞춰 작업할 수 있습니다(원하는 대로). 필요한 레이어 수에 관해서는 이 지표는 향후 제품의 용량에 의해서만 결정됩니다.
이 단계에서 형성된 아코디언은 직사각형 호일 조각 준비를 시작하기 위해 잠시 따로 보관해야합니다. 그 크기는 다음과 같습니다. 이 경우데이터 3 x 4.5cm. 이 블랭크는 커패시터의 금속 층을 완성하는 데 필요하므로 위의 작업이 완료되면 호일이 아코디언의 모든 층에 삽입되어 균일하게 놓여 있는지 확인한 후 접힌 블랭크를 다림질하기 시작합니다. 일반 다리미를 사용합니다. 파라핀과 호일은 제 역할을 수행하여 서로 강한 접착력을 보장해야 하며(집에서 커패시터를 납땜하는 다른 방법은 실행되지 않음) 그 후에 커패시터는 완전히 준비된 것으로 간주될 수 있습니다. 이전 아코디언 너머로 튀어 나온 포일 요소는 접점 연결 역할을하므로 걱정할 필요가 없습니다.
이러한 작은 조각들의 도움으로 내 손으로커패시터는 다음과 연결하여 완전히 사용할 수 있습니다. 전기 회로. 당연히 우리는 원시적인 장치에 대해 이야기하고 있으며 어떻게든 성능을 향상시키기 위해서는 더 높은 품질의 호일을 사용해야 합니다. 고밀도, 이러한 종류의 성인용 공예품에 사용되는 전압에는 특정 제한이 있기 때문에 여기서는 과용하지 않는 것이 매우 중요합니다. 예를 들어, 일부 "집에서 만든"사람들이 문제의이 측면을 해결할 수 있지만 너무 높은 전압 (50 볼트 이상)을 수용 할 수있는 손으로 커패시터를 만들려고 실험하지 않는 것이 좋습니다. 표준 유전체 대신 라미네이션 백을 사용하고 안전한 납땜을 위해 라미네이터를 사용합니다.
수제 커패시터를 만드는 방법에는 여러 가지 방법이 더 있으며 그 중 하나는 더 많은 작업을 포함합니다. 고전압. 여기에는 유명한 "유리" 기술이 포함되며, 그 이름은 면 처리된 유리라는 수단에서 유래되었습니다. 이 요소는 내부에서 호일로 덮는 데 필요합니다. 밖의, 이는 사용된 재료 조각이 서로 닿지 않는 방식으로 수행되어야 합니다. 이미 "조립된" 형태의 디자인 자체는 반드시 입구의 존재를 제공하며, 그 후에는 의도된 목적에 맞게 완전히 사용할 준비가 된 것으로 간주될 수 있습니다. 동시에 회로에 연결할 때 모든 사항을 주의 깊게 관찰해야 합니다. 필요한 조치가능한 부정적인 결과를 피하기 위해 안전에 관한 것입니다.
또는 같은 크기의 유리판, 오래되고 좋은 고밀도 호일 및 에폭시 수지, 나열된 재료를 서로 안정적으로 연결하도록 설계되었습니다. 이러한 수제 커패시터의 확실한 장점은 더 많은 성능을 발휘할 수 있다는 것입니다. 양질의 작업, 그들이 말했듯이 "고장 없음". 그러나 아시다시피, 일반적으로 꿀통의 연고에는 파리가 있으며, 이 경우 이는 본 발명의 한 가지 중요한 단점과 직접적으로 관련이 있습니다. 이는 인상적인 크기 이상으로 인해 다음과 같은 " 거대”집에서는 그다지 편리하고 합리적이지 않습니다.
다양한 고전압 실험 팬은 고전압 커패시터를 사용해야 할 때 종종 문제에 직면합니다. 일반적으로 이러한 커패시터는 찾기가 매우 어려우며, 그렇게 하는 경우 모든 사람이 감당할 수 없는 많은 돈을 지불해야 합니다. 또한, 저희 사이트의 정책은 귀하가 집을 떠나지 않고도 스스로 만들 수 있는 물건을 구입하는 데 돈을 쓰는 것을 허용하지 않습니다.
짐작하셨겠지만, 우리는 이 자료를 고전압 커패시터 조립에 전념하기로 결정했습니다. 이는 작업을 시작하기 전에 시청하시기 바랍니다.
우리에게 필요한 것은 무엇입니까?
- 칼;
- 유전체로 사용할 것
- 식품 호일;
- 커패시턴스를 측정하는 장치.
수제 커패시터의 저자는 가장 일반적인 자체 접착 벽지를 유전체로 사용한다는 사실을 즉시 알아 보겠습니다. 커패시턴스 측정 장치의 경우, 이 장치는 결국 무슨 일이 일어났는지 알 수 있도록 고안되었기 때문에 사용할 필요가 없습니다. 재료로 모든 것이 명확하므로 수제 커패시터 조립을 시작할 수 있습니다.
먼저 접착식 벽지 두 장을 잘라냅니다. 약 0.5m가 필요하지만 한 스트립이 다른 스트립보다 약간 긴 것이 바람직합니다.
결과 호일 시트는 세로 방향으로 정확히 두 부분으로 절단됩니다.
다음으로 우리가 입힐 것은 바닥벽지 한 장, 그 위에 식품 호일 한 장을 조심스럽게 올려 놓습니다. 세 모서리를 따라 약 1cm의 간격이 있도록 호일을 배치해야 합니다. 네 번째 면에서는 호일이 튀어나오는데, 이는 현 단계에서는 매우 정상적인 현상입니다.
두 번째 벽지 시트를 위에 놓습니다.
그 위에 두 번째 호일 시트를 놓습니다. 이번에는 호일이 이전 단계의 반대쪽에서 튀어 나오는지 확인합니다. 즉, 작가가 첫 번째 작품이 바닥에서 튀어나오도록 했다면, 이번에는 위에서부터 튀어나와야 한다는 것입니다. 이와 별도로 호일 시트가 서로 닿아서는 안 된다는 점에 유의해야 합니다.
이제 한쪽 가장자리에서 뒷면을 제거하고 커패시터를 붙입니다.
열렬한 라디오 아마추어이고 라디오 조립을 좋아한다면 아마도 전자 부품 공급업체의 가변 튜닝 커패시터 범위가 다소 감소했다는 것을 눈치챘을 것입니다. 거의 모든 라디오 수신기에 하나 이상의 튜닝 커패시터가 있었던 때가 있었지만 이제는 바리캡과 주파수 합성기의 출현으로 이러한 안테나 회로 튜닝 커패시터가 드물게 되었습니다. 아직 생산 중이지만 가격이 저렴하지 않으며 예전처럼 빨리 구성 요소 서랍에 표시되지도 않습니다.
다행스럽게도 가변 커패시터는 놀라울 정도로 간단한 장치이다. 또한 적어도 수십 피코패럿 용량의 커패시터를 스크랩 재료로 조립하여 직접 만들 수 있습니다.
수제 커패시터를 조립하려면 볼트, 너트 한 쌍, 코팅된 구리선 조각(길이 30cm, 구경 AWG22, 즉 직경 0.64mm) 및 작은 PCB 조각이 필요합니다.
시작하려면 아래 그림과 같이 너트를 볼트에 조이고 각 너트의 면 중 하나에 주석을 붙인 다음 이 볼트와 너트를 구리 PCB 조각에 납땜합니다.
16mm 길이의 볼트를 사용하는 것이 좋습니다. 손에 하나가 없다면 더 긴 것을 가져갈 수 있지만 길이에 맞게 잘라야 합니다. 이제 볼트의 가장자리를 감싸십시오. 구리선. 12개의 고리를 만들고, 12번째 회전 후에 와이어의 여분의 끝 부분을 잘라내어 양쪽에 약 12-15mm 정도 남겨 둡니다.
아래 그림은 두 번째 단계를 보여줍니다. 이 단계에서는 작은 플라스틱 스페이서를 만들어 너트 사이에 놓아야 합니다. 이는 다음을 위해 필요합니다. 안정적인 고정이러한 수제 커패시터를 설정하는 동안 볼트를 회전시킬 때 설계하십시오. 이러한 플라스틱 조각은 모든 종류의 플라스틱으로 만들어질 수 있습니다. 이 경우 플라스틱 파이프 조각이 사용되었습니다.
마지막 단계는 코일 와이어의 외부 끝을 내부 끝쪽으로 구부린 다음 초과분을 잘라내는 것입니다. 그런 다음 칼이나 다른 칼날을 사용하여 와이어 끝에서 에나멜을 제거합니다. 마지막으로, 잘린 와이어 조각을 꺼내서 모두 벗겨낸 다음 두 너트 사이의 PCB 조각에 납땜합니다. 코일의 양쪽 끝 길이가 약 12-15mm인지 확인하십시오. 이제 이러한 끝으로 직접 만든 가변 튜닝 커패시터를 라디오에 연결할 수 있습니다.
전기 용량 지구, 물리학 과정에서 알려진 바와 같이 약 700μF입니다. 이 용량의 일반 커패시터는 무게와 부피가 벽돌과 비교할 수 있습니다. 그러나 모래알 크기와 동일한 지구의 전기 용량을 가진 커패시터, 즉 슈퍼커패시터도 있습니다.
이러한 장치는 비교적 최근인 약 20년 전에 등장했습니다. ionistor, ionix 또는 단순히 슈퍼커패시터 등 다르게 불립니다.
일부 고도로 비행하는 항공우주 회사에서만 사용할 수 있다고 생각하지 마십시오. 오늘날 상점에서 동전 크기와 1패럿 용량의 이오니스터를 구입할 수 있습니다. 이는 지구 용량의 1500배이고 가장 큰 행성 용량에 가깝습니다. 태양계- 목성.
모든 커패시터는 에너지를 저장합니다. 슈퍼커패시터에 저장된 에너지가 얼마나 크고 작은지 이해하려면 이를 무언가와 비교하는 것이 중요합니다. 다소 특이하지만 명확한 방법이 있습니다.
일반 커패시터의 에너지는 약 1.5m 정도 점프하기에 충분합니다. 질량이 0.5g이고 1V의 전압으로 충전된 58-9V 유형의 작은 슈퍼커패시터는 293m 높이까지 점프할 수 있습니다!
때때로 그들은 이온니스터가 어떤 배터리든 교체할 수 있다고 생각합니다. 언론인들은 슈퍼커패시터로 구동되는 조용한 전기 자동차로 미래 세계를 묘사했습니다. 하지만 아직 갈 길이 멀다. 1kg 무게의 이오니스터는 3000J의 에너지를 축적할 수 있으며, 최악의 납산 배터리는 86,400J(28배)입니다. 그러나 귀국 시 고성능짧은 시간 안에 배터리 성능이 급격히 저하되어 절반만 방전됩니다. 이오니스터는 연결 와이어가 견딜 수 있는 한 반복적으로 자체적으로 해를 끼치지 않고 전력을 공급합니다. 또한 슈퍼커패시터는 몇 초 만에 충전할 수 있지만 배터리는 일반적으로 이를 수행하는 데 몇 시간이 걸립니다.
이는 이온니스터의 적용 범위를 결정합니다. 전자 장비, 손전등, 자동차 시동기, 전기 착암기 등 짧은 시간 동안 많은 전력을 소비하지만 꽤 자주 사용하는 장치의 전원으로 좋습니다. 이온니스터는 전자기 무기의 전원으로 군사 용도로 사용될 수도 있습니다. 그리고 소형 발전소와 결합하여 이온니스터를 사용하면 전기 휠 구동 및 100km당 1-2리터의 연료 소비량을 갖춘 자동차를 만들 수 있습니다.
다양한 용량과 작동 전압을 지원하는 이오니스터가 시판되고 있지만 가격이 상당히 비쌉니다. 따라서 시간과 관심이 있다면 이온니스터를 직접 만들어 볼 수 있습니다. 그러나 구체적인 조언을 제공하기 전에 약간의 이론이 있습니다.
이는 전기화학에서 알려져 있습니다. 금속을 물에 담그면 소위 이중 전기층이 표면에 형성됩니다. 전기 요금- 이온과 전자. 그들 사이에는 상호 인력이 작용하지만 전하들은 서로 접근할 수 없습니다. 이는 물과 금속 분자의 인력으로 인해 방해를 받습니다. 핵심적으로 전기 이중층은 커패시터에 지나지 않습니다. 표면에 집중된 전하는 판처럼 작용합니다. 그들 사이의 거리는 매우 작습니다. 그리고 알려진 바와 같이 커패시터의 커패시턴스는 플레이트 사이의 거리가 감소함에 따라 증가합니다. 따라서 예를 들어 물에 담근 일반 강철 스포크의 용량은 수 mF에 이릅니다.
기본적으로 이오니스터는 전해질에 담긴 두 개의 전극으로 구성됩니다. 넓은 지역, 인가 전압의 영향으로 표면에 이중 전기층이 형성됩니다. 사실, 일반 평판을 사용하면 수십 mF에 불과한 용량을 얻을 수 있습니다. 이오니스터의 특성인 대용량을 얻기 위해 작은 공간에서도 큰 기공 표면을 갖는 다공성 물질로 만들어진 전극을 사용합니다. 외부 치수.
티타늄에서 백금까지의 스폰지 금속이 한때 이 역할을 위해 시도되었습니다. 그러나 비교할 수 없을 정도로 좋은 것은... 일반 활성탄이었습니다. 이것 숯, 그 이후에는 특수 가공다공성이 된다. 그러한 석탄의 1 cm3의 기공 표면적은 수천에 이릅니다. 평방미터, 그리고 그 위에 있는 이중 전기층의 용량은 10패럿입니다!
수제 이오니스터 그림 1은 이오니스터의 설계를 보여줍니다. 활성탄의 "충진"에 대해 단단히 눌러진 두 개의 금속판으로 구성됩니다. 석탄은 두 개의 층으로 구성되어 있으며 그 사이에는 전자를 전도하지 않는 물질의 얇은 분리 층이 있습니다. 이 모든 것에는 전해질이 함침되어 있습니다.
이오니스터를 충전하면 탄소 기공의 절반에는 표면에 전자가, 나머지 절반에는 양이온이 있는 이중 전기층이 형성됩니다. 충전 후에는 이온과 전자가 서로를 향해 흐르기 시작합니다. 이들이 만나면 중성 금속 원자가 형성되고 축적된 전하가 감소하고 시간이 지남에 따라 완전히 사라질 수 있습니다.
이를 방지하기 위해 활성탄 층 사이에 분리층이 도입됩니다. 다양한 얇은 재료로 구성될 수 있습니다. 플라스틱 필름, 종이, 심지어 탈지면까지.
아마추어 이온니스터에서 전해질은 25% 식염 용액 또는 27% KOH 용액입니다. (낮은 농도에서는 양극에 음이온 층이 형성되지 않습니다.)
전선이 미리 납땜된 구리판이 전극으로 사용됩니다. 작업 표면은 산화물로 청소되어야 합니다. 이 경우 흠집이 남는 거친 사포를 사용하는 것이 좋습니다. 이러한 스크래치는 석탄과 구리의 접착력을 향상시킵니다. 접착력을 좋게 하려면 플레이트의 그리스를 제거해야 합니다. 플레이트의 탈지는 두 단계로 수행됩니다. 먼저 비누로 씻은 후 치약으로 문지른 후 흐르는 물로 씻어냅니다. 그 후에는 손가락으로 만져서는 안됩니다.
약국에서 구입한 활성탄을 막자사발에 갈아서 전해질과 혼합하여 걸쭉한 페이스트를 얻은 다음 완전히 탈지된 접시에 펴 바릅니다.
첫 번째 테스트에서는 종이 개스킷이 있는 플레이트를 서로 겹쳐 놓은 후 충전을 시도합니다. 그러나 여기에는 미묘함이 있습니다. 전압이 1V를 초과하면 H2 및 O2 가스 방출이 시작됩니다. 이는 탄소 전극을 파괴하고 장치가 커패시터-이온저항기 모드에서 작동하는 것을 허용하지 않습니다.
따라서 1V 이하의 전압을 갖는 소스에서 충전해야 합니다. (이는 산업용 이오니스터 작동에 권장되는 각 플레이트 쌍의 전압입니다.)
궁금하신 분들을 위한 세부정보
1.2V 이상의 전압에서 이오니스터는 가스 배터리로 변합니다. 이것은 활성탄과 두 개의 전극으로 구성된 흥미로운 장치입니다. 그러나 구조적으로는 다르게 설계되었습니다(그림 2 참조). 일반적으로 오래된 갈바니 전지에서 두 개의 탄소 막대를 가져와 그 주위에 활성탄이 담긴 거즈 백을 묶습니다. KOH 용액은 전해질로 사용됩니다. (식염 용액은 분해 시 염소가 방출되므로 사용해서는 안 됩니다.)
가스 배터리의 에너지 강도는 36,000J/kg, 즉 10Wh/kg에 이릅니다. 이는 아이오니스터보다 10배 많지만, 기존 납전지보다는 2.5배 적은 수준이다. 하지만 가스배터리는 단순한 배터리가 아닌 매우 독특한 연료전지입니다. 충전하면 전극에서 산소와 수소와 같은 가스가 방출됩니다. 그들은 활성탄 표면에 "침착"합니다. 부하 전류가 나타나면 이들은 연결되어 물과 전류를 형성합니다. 그러나 이 과정은 촉매 없이는 매우 느리게 진행됩니다. 그리고 밝혀진 바와 같이 백금만이 촉매가 될 수 있습니다... 따라서 이오니스터와 달리 가스 배터리는 높은 전류를 생성할 수 없습니다.
그러나 모스크바 발명가 A.G. Presnyakov(http://chemfiles.narod.r u/hit/gas_akk.htm)는 가스 배터리를 사용하여 트럭 엔진을 시동하는 데 성공했습니다. 그의 상당한 체중 (평소보다 거의 3 배 더 많음) 이 경우에는 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다. 하지만 가격이 저렴하고 그런 부분이 부족해서 위험물, 산과 납처럼 매우 매력적으로 보였습니다.
가스 배터리 가장 단순한 디자인 4~6시간 안에 완전 자가 방전되는 경향이 있는 것으로 나타났습니다. 이것으로 실험은 끝났습니다. 밤새 주차한 후 시동을 걸 수 없는 자동차가 필요한 사람은 누구입니까?
그럼에도 불구하고 "대형 기술"은 가스 배터리를 잊지 않았습니다. 강력하고 가벼우며 신뢰할 수 있는 이 장치는 일부 위성에서 볼 수 있습니다. 그 과정은 약 100 atm의 압력에서 이루어지며 스폰지 니켈은 이러한 조건에서 촉매 역할을하는 가스 흡수제로 사용됩니다. 전체 장치는 초경량 탄소 섬유 실린더에 들어 있습니다. 그 결과 배터리는 납 배터리보다 에너지 용량이 거의 4배 더 높습니다. 전기 자동차는 약 600km를 이동할 수 있습니다. 그러나 불행히도 여전히 매우 비쌉니다.
무선 구성 요소의 크기를 늘리면서 크기를 줄이기 위한 요구 사항 기술 사양출현을 일으켰다 대량오늘날 어디에서나 사용되는 장치. 이는 커패시터에도 완전히 영향을 미쳤습니다. 소위 이오니스터 또는 슈퍼커패시터는 충전 전압이 3~30V인 고용량 요소(이 표시기의 범위는 0.01~30패럿으로 매우 넓음)입니다. 게다가 크기도 매우 작습니다. 그리고 우리 대화의 주제는 DIY 이오니스터이기 때문에 우선 요소 자체, 즉 그것이 무엇인지 이해하는 것이 필요합니다.
이오니스터의 설계 특징
본질적으로 이것은 대용량의 일반 커패시터입니다. 그러나 이온니스터는 전해질을 기반으로 하기 때문에 저항이 높습니다. 이것이 첫 번째입니다. 두 번째는 낮은 충전 전압이다. 문제는 이 슈퍼커패시터에서 플레이트가 서로 매우 가깝게 위치한다는 것입니다. 이것이 바로 전압이 감소하는 이유이지만, 바로 이 때문에 커패시터의 용량이 증가하는 것입니다.
공장 이온화 장치는 다양한 재료로 만들어집니다. 덮개는 일반적으로 구분이 지정된 호일로 만들어집니다. 건조물분리 동작. 예를 들어 활성탄(대형 판용), 금속 산화물, 전기 전도성이 높은 고분자 물질 등이 있습니다.
자신의 손으로 이온화 장치 조립하기
자신의 손으로 이온화 장치를 조립하는 것이 가장 쉬운 일은 아니지만 집에서도 할 수 있습니다. 여러 디자인이 있는 곳이 있어요 다른 재료. 우리는 그 중 하나를 제공합니다. 이렇게 하려면 다음이 필요합니다.
- 금속 커피 용기(50g);
- 약국에서 판매되는 활성탄은 분쇄된 탄소 전극으로 대체될 수 있습니다.
- 두 개의 동판 원;
- 탈지면
먼저 전해질을 준비해야 합니다. 이렇게 하려면 먼저 활성탄을 분말로 분쇄해야 합니다. 그럼 해 식염수, 물 100g에 소금 25g을 넣고 잘 섞어야합니다. 다음으로 활성탄 분말을 용액에 서서히 첨가합니다. 그 양은 전해질의 농도에 따라 결정되며 퍼티만큼 두꺼워야 합니다.
그런 다음 완성된 전해질을 구리 원(한쪽)에 적용합니다. 전해질층이 두꺼울수록 이오니스터의 용량이 커지므로 주의하시기 바랍니다. 그리고 한 가지 더, 두 원에 도포되는 전해질의 두께가 동일해야 합니다. 이제 전극이 준비되었습니다. 이제 전극을 허용하는 재료로 구분해야 합니다. 전류, 그러나 석탄가루는 통과시키지 못했습니다. 이를 위해 일반 탈지면이 사용되지만 여기에는 많은 옵션이 있습니다. 면층의 두께에 따라 금속 커피병의 직경이 결정됩니다. 즉, 이 모든 것이 전극 디자인편안하게 들어가야 해요. 따라서 원칙적으로 전극 자체(구리 원)의 치수를 선택해야 합니다.
남은 것은 전극 자체를 단자에 연결하는 것뿐입니다. 이제 자신의 손으로, 심지어 집에서도 만든 이오니스터가 준비되었습니다. 이 디자인은 0.3패럿 이하의 매우 큰 용량을 갖지 않으며 충전 전압은 1V에 불과하지만 이것은 실제 이오니스터입니다. 
주제에 대한 결론
이 요소에 대해 추가로 무엇을 말할 수 있습니까? 예를 들어 니켈수소 배터리와 비교해 보면 이오니스터는 배터리 전력의 최대 10%까지 전기 공급을 쉽게 유지할 수 있습니다. 또한, 전압 강하는 갑자기 발생하지 않고 선형적으로 발생합니다. 그러나 요소의 충전 수준은 기술적 목적에 따라 다릅니다.
