Kapasitor terhubung langsung dengan baterai

Ini mungkin pertanyaan bodoh / pemula, tapi saya mengalami kesulitan untuk memahami apa yang sebenarnya terjadi ketika kita menghubungkan kapasitor nyata langsung dengan baterai.

Dalam pemahaman saya, secara teoritis, ketika kapasitor yang tidak bermuatan terhubung langsung ke baterai, katakanlah, 9 volt, seketika kapasitor akan diisi dan tegangannya juga akan menjadi 9V. Ini akan terjadi karena tidak ada hambatan antara kapasitor dan baterai, sehingga variasi arus menurut waktu akan tidak terbatas. Jelas, ini benar ketika berbicara tentang komponen ideal dan sirkuit non-realistis.

Saya pikir melakukannya di kehidupan nyata akan menyebabkan percikan api, komponen yang rusak, ledakan, atau apa pun. Namun, saya melihat beberapa video dan orang-orang biasanya menghubungkan baterai langsung dengan kapasitor. Selain itu, arus yang mengalir dari baterai ke kapasitor entah bagaimana besarnya rendah, karena dibutuhkan beberapa waktu untuk membuat kapasitor memiliki tegangan yang sama dengan baterai.

Saya ingin tahu mengapa ini terjadi, terima kasih.

Ini adalah contoh dari rangkaian yang saya bicarakan:

Baterai dan kapasitor memiliki resistansi internal.

Kapasitor Anda terlihat sedikit seperti ini di bagian dalam:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Tentu saja, saya tidak tahu kapasitor Anda, jadi saya tidak tahu resistansi internal yang tepat, tetapi 3Ohm akan menjadi perkiraan yang cukup dekat.

Hal yang sama terjadi pada baterai Anda, jadi sebenarnya Anda melakukan ini:

^{mensimulasikan rangkaian ini}

Jadi sekarang untuk sejumlah kecil waktu saat ini akan maksimal, tetapi hanya sekitar 0,9A

Tentu saja ketika Anda meletakkan kapasitor pada baterai seperti itu, Anda tidak akan melakukan kontak yang hebat, sehingga akan ada beberapa resistensi tambahan di sana, sehingga bahkan mungkin 0.7A.

Alasannya sekarang membutuhkan waktu, adalah bahwa ketika kapasitor mengisi, tegangan melintasi resistor berkurang, sehingga arus berkurang juga, sehingga tegangan pada kapasitor akan meningkat lebih lambat, dan seterusnya dan seterusnya, jadi itu akan benar-benar mendekati tegangan baterai lebih lambat dan lebih lambat.

Semakin besar resistor atau kapasitor, semakin banyak waktu yang dibutuhkan.

Saat ini pada 67% dapat dihitung dengan R * C.

Jadi dalam contoh itu adalah: t (67%) = R * C = 10 * 220u = 2.2ms.

Tetapi jika kapasitor adalah 22000uF (= 22mF) maka waktu-RC, seperti yang disebut, akan 220ms, atau 0,22 untuk diisi dengan resistansi total 10Ohm. Tetapi dengan kapasitor ukuran itu mungkin juga memiliki resistensi yang sedikit lebih tinggi, sehingga akan membuatnya lebih lambat.

Dan kemudian hanya 67%. 30% berikutnya akan membutuhkan lebih banyak waktu.

EDIT: Catatan; meningkatkan resistensi 9V-bat sesuai komentar Nick.

Baterai dan kapasitor sungguhan memiliki hambatan internal yang akan bertindak untuk mengurangi pengisian kapasitor saat ini. Ini akan mencegah kematian dan kehancuran yang Anda harapkan. :-)

Dalam kasus apa pun, sulit untuk melihat percikan yang dihasilkan dengan 9 volt ...

Selain jawaban Asmyldofs yang bermanfaat, perlu dicatat bahwa bahkan jika semua konduktor superkonduktor dengan tahanan nol, arus awal tidak akan terbatas dan arus akan membusuk ke nol .

Mengapa saat ini tidak terbatas? Karena ada loop arus rangkaian akan memiliki beberapa induktansi. Jadi saat ini awalnya akan naik pada laju Vbatt / L. Tegangan melintasi kapasitor akan melesat melewati Vbatt hingga hampir dua kali lipat dari nilai itu dan kemudian berbalik, memberikan sinusoid teredam yang berpusat di Vbatt.

Mengapa teredam? Kami menghasilkan medan magnet yang bervariasi waktu. Itulah cara membuat gelombang elektromagnetik (radio). Daya dalam bidang yang diradiasikan akan menyebabkan osilasi pada arus mati.

Seperti yang Anda katakan, hanya dalam "teori," kita dapat memperoleh hasil "ideal".
Dengan menggunakan sumber daya dan kapasitor yang realistis , seseorang memperoleh hasil yang tidak ideal . Ini karena komponen nyata memiliki hambatan "tambahan", induktansi, dan kapasitansi.
Meskipun kita tidak pernah dapat memperoleh hasil yang ideal, dengan menjaga komponen "tambahan" sekecil mungkin, kita dapat memperoleh hasil "dekat" dengan ideal.
Dalam kasus khusus Anda, alasan tidak ada "efek dramatis," adalah bahwa baterai dan kapasitor memiliki hambatan internal . Karena itu, kapasitor tidak akan langsung terisi hingga tegangan baterai. Ini akan "perlahan" mengisi pada "normal"
Singkatnya, alasan mengapa kapasitor mengambil waktu untuk mengisi daya adalah - resistansi internal .