Ein Elektrolytkondensator (kurz Elko genannt) ist ein gepoltes, passives elektronisches Bauteil, welches elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert. Maßzahl für einen Kondensator ist dessen Kapazität C mit der Einheit Farad (F).
Zwischen der gespeicherten elektrischen Ladung Q, der Spannung U und der Kapazität C besteht der einfache Zusammenhang Q = C · U. Die gespeicherte Energie ergibt sich zu E = 1/2 · C · U².
Achtung: Elkos besitzen einen festen Pluspol (Anode) und Minuspol (Kathode) und dürfen nur mit richtig gepolter Gleichspannung betrieben werden. Eine falsche Polung oder ein Betrieb an reiner Wechselspannung zerstört die dünne Oxidschicht. Aber genau um diese mutwillige Zerstörung wird es in diesem Experiment gehen…
Elkos bestehen meist aus zwei aufgerauten Aluminiumfolien, die durch ein mit flüssigem oder festem Elektrolyt getränktes Separatorpapier getrennt und aufgewickelt sind. Durch anodische Oxidation bildet sich auf der Anode eine extrem dünne Aluminiumoxidschicht, die als Dielektrikum wirkt. Neben Aluminium-Elkos gibt es auch Tantal-Elektrolytkondensatoren, die kompakter sind, aber strengere Spannungsgrenzen haben.
Neben der Kapazität C ist auf einem jeden Kondensator auch noch seine Spannungsfestigkeit U angegeben, welche natürlich auch nicht überschritten werden soll. Die in diesem Experiment verwendeten Elkos besitzen eine Kapazität von 1800 µF und eine Spannungsfestigkeit von 6.3 V. Wir werden sie aber bewusst falsch gepolt an eine hohe Spannung anschließen, um sie zur Explosion zu bringen. Gekauft habe ich 100 Stück davon bei AliExpress:
Die gewählten Elektrolytkondensatoren besitzen einen Durchmesser von 10 mm, werden dann in ein Plexiglasrohr gesteckt und zur Explosion gebracht. Auf Amazon bin ich auf folgendes Angebot eines 16/10 mm Rohrs gestoßen:
Die Wandstärke von 3 mm schien mir für mein Vorhaben sehr passend; von einem Rohr mit nur 1 mm Dicke würde ich dringend Abstand nehmen…
Passt sehr gut:
Damit mir der Elko bei der Explosion nicht nach vorne oder hinten abhaut, schnitt ich ein M3-Gewinde ins Plexiglasrohr, um den Kondensator mit einer Schraube fixieren zu können:
Um für eine möglichst abrupte Explosion zu sorgen, werde ich die Elkos mit einer möglichst hohen, falsch gepolten Gleichspannung versorgen; ich denke da an um die 60 V.
Das Display zeigt Ausgangsspannung und Stromstärke an:
Maximal 91 V müssten denke ich locker reichen 😉
Als Projektil schwebt mir etwas Topfförmiges aus Aluminium vor, da muss ich mich aber erst noch auf die Suche begeben.
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