Kondensatorbank Entladung durch dünnen Draht

[Klaus]

Hallo liebes Forum, ich bin neu hier und eigentlich gar nicht der Form Typ aber da ich in meinem persönlichen Bastel Hobby nicht weiter komme dachte ich um Hilfe bitten kann nicht verkehrt sein.

Bis vor kurzem habe ich eine Kondensator in Betrieb gehabt Zwecks naja sagen wir Freizeitbeschäftigung. Aus Neugier habe ich verschiedene Experimente durchgeführt. Unter anderem die Kondensatoren durch einen dünnen Draht zu entladen. War allerdings nicht so aufregend da es im Grunde nur laut knallt.

Die Kondensatorbank bestand aus 2 Kondensatoren mit je 700uf 1800Volt in Reihe geschaltet. Also 350uf 3600Volt insgesamt. 2 10mm2 Kabel führen parallel je von positiven Pol und negativen Pol in diesem Fall zum Draht. Als Schalter nutze ich ein 3 Elektroden Spark gap. Bis dahin war alles wie gewünscht. Nach der Entladung war die Spannung der Kondensatoren meist bei 0Volt oder im Minus Bereich bis -30Volt, was mich nicht beunruhigt.

Nun habe ich einen weiteren Kondensator in Reihe dazu geschaltet. Die Kondensatorbank hat jetzt 333uf 5400Volt.

Nun hat sich bedauerlicherweise etwas verändert.
Die Entladung sind erheblich leiser und die Kondensatoren entleeren sich nicht mehr bis auf 0Volt von minus (negativ) Spannung ganz zu schweigen. Warum ist das so? Wo liegt der Fehler und was hat sich geändert?

Vorher 350uf, 3600V
Restspannung nach Entladung 0 bis minus 30Volt
und ein extrem lauter Knall.

Jetzt mit dem dritten Kondensator in Reihe
233uf 5400V
Restspannung 100 bis 150Volt, keinerlei induktive Rückspannung und der Knall bei Entladung ist nur noch so mittel laut.

Ich bin für jeden Rat und jede Erklärung dankbar.
Verbesserungsvorschläge sind willkommen.

[VDX]

... wenn der "Knall" bei höherer Startspannung leiser ist, dann dürfte das Verdampfen des Drahts länger dauern, so daß der "Knall" sich jetzt als etwas längeres "Zischen" äußern dürfte ... aber immer noch so kurz, daß es wie ein kurzer Knall wahrgenommn wird - nur leiser.

Mach mal akustische Aufnahmen von den beiden Varianten und schau, ob du Veränderungen in der Hüllkurve und zeitlichem Ablauf sehen kannst ...

[Klaus]

Ich glaube nicht das mein Handy das gut aufnehmen kann. Die Audioaufnahme klingt aufgenommen so oder so sehr viel leiser als in echt.

Doch wie bereits erwähnt es ist nicht nur das die Lautstärke vom Knall leiser ist. Wie kann es sein das die Kondensatorbank mit 350uf 3600V nur noch zwischen 0V und minus 30V Spannung hat nach der Entladung durch einen dünnen (0,2mm Draht, 2cm lang). Und die gleiche Kondensatorbank mit einem Kondensator (700uf 1800v)mehr in Reihe
Gesamt 226uf 5400V sich nicht ganz entleert sondern 100-150Volt positive Restspannung hat nach der Entladung durch den gleichen dünnen Draht?

[Klaus]

Hier mal ein Bild für die jenigen die vermutlich denken ich troll das Forum oder so ein Thread kann nicht ernst gemeint sein.
Vorab ja ich weiß das ein Amboss leitet und auch wenn es nicht zu erkennen ist, die Amboss Seiten sind mit dicken pp Platten isoliert an der Stelle wo ich die Kabel inklusive Halterung einklemme und auch die Kabel sind doppelt isoliert.

Folge Frage: Könnte ein Induktor im Stromkreis sich positiv auswirken?
Der Anfangstrom bei der Entladung der Kondensatoren wäre zwar reduziert so wie ich das verstehe aber wenn die Kondensatoren leer sind und der Induktor die im Magnetfeld gespeicherte Energie abgibt sollte kurzfristig eine hohe Spannungsspitze entstehen und somit auch eine große Menge an Strom fließen. Die Frage ist nur ob das vorteilhaft ist oder es nichts bringt da der Induktor die in seinem Magnetfeld gespeicherte Energie erst abgibt wenn die Kondensatoren eine Spannung von 0 Volt erreichen und der dünne Draht da schon längst verdampft ist?

[VDX]

... das könnte irgendwas "dynamisches" sein, mit Energie pro Zeit, in welcher der Draht verdampft und das dabei entstehende Plasma noch etwas Strom leitet.

Dann dürfte das Verdampfen des Drahts den eigentlichen "Knall" durch die schnelle Ausdehnung der Dampfwolke bewirken, während die nachfolgende "Plasma-Stromleitung" weniger zur Lautstärke beiträgt, weil sich hier kaum noch was ausdehnt.

Müßte man also irgendwie abschätzen oder nachmessen, wie sich die beiden Phasen "äußern" ...

[Klaus]

@VDX
Das zu messen könnte schwierig sein. Irgendeine idee warum die 330uf 3600v Bank sich immer bis auf 0Volt entladen hat und warum die gleiche Kondensatorbank mit einem zusätzlichen Kondensator in Reihe (233uf 5400V) das nicht tut?
Sondern sich beim Kurzschluss durch den dünnen Draht nur bis auf 150V entlädt?

Und was ist mit meiner Idee zum Thema Induktor?

[Klaus]

Ich werde jetzt erstmal die 10mm2 Kabel gegen 35mm2 Kabel wechseln. In der Hoffnung das die Kabel schneller mehr Strom durchlassen. Über Koaxialkabel habe ich nachgedacht aber die Idee hab ich verworfen. Die normalen Koaxialkabel... Der leitende "Schirm" würde sich auflösen bei der Energie und richtig dicke HV Koaxialkabel 15-50mm2 sind extrem teuer. Will nicht 200€ für 3 Meter Kabel bezahlen.

[axonf]

Hallo und einen schönen guten Morgen, hallo Klaus schaue doch mal bei den Basteleien vom Bastl vorbei, hier der Link dazu viewtopic.php?t=64476 .Ich denke mal, bei mehr Leistung- Kilojoule ist der Draht auch schneller durch, und der Strom fließt nur so lange bis der HV Lichtbogen abreist. Das ganze spielt sich im Millisekunden- Bruchteilen ab, auch ich habe dazu mal nen Thread gemacht, hier der Link viewtopic.php?t=64730&start=30 . Auf Seite 5 sieht man gut den Spannungsverlauf beim Entladen der Capbank. Viele herzliche Grüße von axonf.

[Alexander470815]

Bedenke auch das deine Kondensatoren einen Innenwiderstand und eine innere Induktivität haben.
Möglicherweise limitieren die dich schon im Stromfluss.

[Klaus]

@axonf danke für die Links, ich habe es mir durchgelesen aber es löst leider noch nicht mein Problem.
@axonf und @Alexander470815
Das hier ist die PDF Datei von den Kondensatoren die ich in Reihe geschaltet habe. In meinen Augen ist der Innenwiderstand eher gering.

Ich habe heute mal ein Kabel mehr parallel je an plus und minus gelegt. Jetzt führen 3 Kabel von plus (positiv) zum dünnen Draht und 3 von negativ. Dies hatte zu Folge das die Restspannung nach der Entlastung nur noch 25-50Volt Betrug und nicht mehr 100-150V.
Also eine Verbesserung. Trotzdem wäre es mir lieber das die Kondensatorbank sich völlig entleert und irgendwie wieder die umgekehrte induktive Spannungsspitze entsteht. So das ich nach der Entladung negative Spannung messe im Bereich -30 bis -50Volt.

Nun meine Frage wie erreiche ich das?
Was passiert wenn ich eine Spule in Reihe schalte? Stichwort " Inductive Kick Back"?

[Klaus]

Hat hier jemand Ahnung von Spulen und induktiver kick Back Rückspannung im KV Bereich oder generell?

[Alexander470815]

Naja wenn der Draht halt weggebrannt ist bevor die Kondensatoren leer sind dann ist das halt so.
Schalt eben ein paar Entladewiderstände zu sobald du sie ausgelöst hast, bei so Kondensatoren sowieso eine gute Idee.

Mit einer zusätzlichen Spule dämpfst du auch den Stromanstieg...

[axonf]

Hallo und einen schönen guten Dienstagnachmittag, hallo grüß dich Klaus, mach doch mal ein Foto von deinem Aufbau, auch mit den Verbindungen und Querschnitten. Kondensatoren mit einem niedrigen ESR haben meist auch dicke Anschlüsse, mit M6 oder M8, auch sollten da die Kabelschuhe passend eingepresst sein, oder verlötet, sonst hat man hier auch einen großen Übergangswiderstand , und sauber sollte da auch alles sein. Ne andere Frage wäre auch, wie schaltest du so ne hohe Spannung, oder gar nicht ? . Ich hatte da die Spannung mit einem 500 A Schütz freigegeben, und das ganze mit einem HF - HV Impuls gezündet. Viele herzliche Grüße von axonf.

[Klaus]

Hallo axonf, schalte das ganze per Spark gap Schalter.
Habe ein Funk Schalter (12V Relai) gespeist von einer 12Volt Batterie lässt der Schalter auf Knopfdruck der Fernbedienung den Strom zum zvs Treiber. Der zvs betreibt ein flyback Trafo und der löst den Funken zwischen den Hauptelektroden der Kondensatorbank aus. Ich habe das ganze früher mal mit nur einem Relai geschaltet also mechanisch aber das war nicht so effektiv wie das Sparkgap. Also nochmal einfach beschrieben 12volt Batterie, DC Funk Relai gibt den Strom in ein billiges zvs Modul das zu einem Flybacktrafo führt und der löst das Spark gap aus. Eigentlich ziemlich effektiv finde ich aber ich bin kein studierter Fachmann. Im Grunde ist die Kondensatorbank auch eine ständige Baustelle. Die Kondensatoren haben M6 Gewinde Anschlüsse die ich mit dicken alten Kupferplatten verbunden habe. Zum Spark Gap führen Kabel.

Frage sind mehrere dünne 10mm2 Kabel parallel besser oder ein dickes 35mm2?

Von dem Aufbau habe ich grad kein aktuelles Foto aber ich kann eins machen. Hab aber Bilder von der Ladestation für die Kondensatorbank.

Mein Ziel ist einfach das die Bank sich völlig entleert durch den Draht und die Restspannung irgendwo zwischen 0 und minus 100Volt liegt. Etwas reverse Spannung ist nicht katastrophal.

[Klaus]

Hab leider keine aktuellen Fotos von der Kiste wo die Kondensatoren drin sind aber hier das was ich habe. Ich mache morgen mal mehr Fotos.