Parallele Kondensatoren: Kapazität in der Praxis

Xarox (Beitrag #1) schrieb:

Kurze Vorgeschichte: Heute beim großen C gewesen, wollte u.a einen Kondensator mit 39 nF. Gibt´s leider nicht Es blieben die Alternativen: 1) 2x 22 nF = 44 nF oder 2) 15 nF + 22nF = 37 nF.

Gibts wohl, nur nicht in dem Saftladen. 39nF ist ein Wert aus der E12-Reihe.

Xarox (Beitrag #1) schrieb:

Daraufhin habe ich gedacht, dass die zweite Variante doch besser sei, weil näher an den gewünschten 39nF. Die Dame hat dann gemeint, dass sich bei Parallelschaltungen von Kondensatoren die Kapazitäten in der Praxis nicht genau addieren.

Wow! Frau mit Ahnung!

Also: Die Kapazitäten addieren sich wohl, nur sind technische Kondensatoren RLC-Bauteile, also kleine Schwingkreise, was bei nahe nebeneinander liegenden Werten zu üblen Schweinereien führen kann.

Schau mal unter Ersatzschaltbild:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0205141.htm

Um die Lage einschätzen zu können zeig am besten mal deine Schaltung!

Xarox (Beitrag #1) schrieb:

... Um wieviel wird die Kapazität einer Parallelschaltung von der in der Theorie angenommenen Summe der Kapazitäten abweichen?

Hallo,

man muss nicht jeden Bödsinn glauben, den einem (F)lachverkäufer einreden wollen.

Bei der Parallelschaltung im einstelligen pF-Bereich kommen dabei ein paar % an parasitärer Kapazität hinzu.
Im nF-Bereich merkst du davon nichts. Die Toleranzen der Cs sind wesentlich größer!
Conrad ist für Bauteile nun wirklich nicht erste Wahl.
Natürlich gibt es auch 39nF:
http://uk-electronic...b03df4450c7d0e091706
http://uk-electronic...b03df4450c7d0e091706

Grüße - Manfred

Soundscape9255 (Beitrag #2) schrieb:

...Also: Die Kapazitäten addieren sich wohl, nur sind technische Kondensatoren RLC-Bauteile, also kleine Schwingkreise, was bei nahe nebeneinander liegenden Werten zu üblen Schweinereien führen kann...

Hallo,

na dann rechne mal die Frequenz des Schwingkreises (ganz grob genügt) bei einer Kapazität von 39 oder auch 37nF und einer Induktivität von ? nH aus. Bitte auch unbedingt das L/C Verhältnis (Schwingkreiswiderstand) beachten

Ne du, das mit den "üblen Schweinereien" ist, ganz lieb ausgedrückt, falsch.
Das sagt dir jemand, der bereits UKW-Tuner entwickelt und mehr als einen Kondensator in diesem Frequenzbereich parallelgeschaltet hat.

Mit solch praxisfremden Einwürfen werden Laien nur verwirrt.

Grüße - Manfred

mein Weltbild stimmt wieder.

pelowski (Beitrag #4) schrieb:

Ne du, das mit den "üblen Schweinereien" ist, ganz lieb ausgedrückt, falsch. Das sagt dir jemand, der bereits UKW-Tuner entwickelt und mehr als einen Kondensator in diesem Frequenzbereich parallelgeschaltet hat.

Wer sagt denn, dass er einen UKW-Tuner hat und nicht einfach einen Y-Kondensator austauschen möchte?

Ich schmeiß dir heute Abend gerne mal zwei Kondensatoren mit nahe bei einander liegenden Werten ins Spice und zeig dir, was mit dem F-Gang passiert. Das mag für UKW-Tuner von untergeordneter Bedeutung sein, bei niederimpedanten Anwendungen wie der Filterung einer Stromversorgung kann man sich mit nahe bei einander liegenden Werten ganz böse Eier legen und die Problematik sollte man auch kennen, wenn man UKW-Tuner entwickelt.

Alles klar, das habe ich schonmal verstanden. In der Schule / Uni lernt man sowas ja nicht

Es geht jetzt auch gar nicht mehr um die 39nF, ich werde nun die 37 nF Variante wählen (die Frau hatte die passenden Kondensatoren schon in der Hand und wohl keine Lust mehr, wieder neue zu suchen^^. Außerdem ist das Argument mit den Toleranzen ja völlig richtig!)

pelowski (Beitrag #3) schrieb:

Bei der Parallelschaltung im einstelligen pF-Bereich kommen dabei ein paar % an parasitärer Kapazität hinzu.

Wirklich hinzu, oder liegt ein Vertipper vor?

Aktuell möchte ich dieses "Phänomen" nutzen, falls die

Soundscape9255 (Beitrag #2) schrieb:

üblen Schweinereien

nicht zu tragisch sind, um einen 470nF Kondensator zu ersetzen. Ich habe nämlich einen zu wenig gekauft Konkret geht es um den untersten im Schaltplan Link Schaltplan
So wie ich das als Elektronik Fortgeschrittener(Anfänger ) verstanden habe, verringern sich die Kapazitäten um einige %.
Also 5x 100nF parallel =ca.= 470 nF

edit: hatte ich vorhin überlesen. Danke für die Aufklärung

pelowski (Beitrag #3) schrieb:

...Im nF-Bereich merkst du davon nichts. Die Toleranzen der Cs sind wesentlich größer!...

Xarox (Beitrag #7) schrieb:

Also 5x 100nF parallel =ca.= 470 nF

Nein, es sind in diesem Fall ca. 500,037nF. Der konkrete Wert ist abhängig von der Leiterbahnführung, der Lötzinn-Flussmittreldichte, der Umgebungstemperatur während des Betriebes nebenan und/oder im nächstgelegenen Industriegebiet und der Größe des Ozonloches bei mittlerer Sonneneinstrahlung bezüglich vorgestern.

Und im konkreten Fall deiner Lichtorgel ist es sogar vollkommen egal, ob der entsprechende Kondensator 220 oder 470 oder 1000nF hat. Hauptsache, die LED flackert, wenn die Frequenz eher in Richtung Hochton geht.

Soundscape9255 (Beitrag #6) schrieb:

...bei niederimpedanten Anwendungen wie der Filterung einer Stromversorgung kann man sich mit nahe bei einander liegenden Werten ganz böse Eier legen und die Problematik sollte man auch kennen, wenn man UKW-Tuner entwickelt. :.

Hallo Soundscape9255,

ich weiß wirklich nicht, welche "bösen Eier" in den hier zur Diskussion stehenden Frequenzbereichen und Kondensatorwerten gelegt werden könnten.
Natürlich ist das Ersatzschaltbild eines oder auch mehrerer parallelgeschalteter Kondensatoren gültig, nur kommt es doch auf die Größenordnung der parasitären Werte in Relation zur Frequenz an.

UKW-Tuner Enwicklung habe ich nur erwähnt, weil hier beispielsweise ein etwas zu langer Anschlussdraht eines Cs wirklich eine nicht mehr zu vernachlässigende Induktivität darstellt und "böse Schweinereien" auftreten können.

Xarox schrieb: Wirklich hinzu, oder liegt ein Vertipper vor? Nein, kein Vertipper. Im Übrigen spielt die ganze Diskussion für deine "Flackerschaltung" nicht die geringst Rolle; SUSI hat es ja auf den Punkt gebracht, auch wenn eine planlose Vergrößerung eines Kondensators irgendwann an eine Grenze kommt.

Grüße - Manfred

Soundscape9255 (Beitrag #6) schrieb:

Wer sagt denn, dass er einen UKW-Tuner hat und nicht einfach einen Y-Kondensator austauschen möchte?

Eigentlich niemand. Der TE war halt nur auf der Suche nach einem Kondensator aus der E12-Reihe, und ist beim großen C nicht fündig geworden... Was Wunder... Außerdem ist für mich ein "Y"-Kondensator eine Geschichte betehend aus zwei Kondensatoren und einem Widerstand gen Masse (oder "Bezug". "Nullpunkt".). Also eigentlich ein einfaches "T". Zum "Y" wird die Schose dann, wenn man das "T" mit einem Widerstand überbrückt. (Gab es damals bei Röhrentechnik im TV; warum, weiß ich nicht mehr. Also, nachvollziehen kann ich es schon, aber ich weiß nicht mehr so genau, warum das mal sinnvoll war, bzw. warum man auf diese Art und Weise die Wirkung des T-Gliedes herabsetzen musste, denn statt den Widerstand gen Masse größer zu machen, hat man einen "Hut-" "Brücken-" oder "Zusatz"widerstand eingelötet, der ja irgendwie etaws Geld kostete, und das zu einer Zeit, als wir alle nix hatten.) Durch diesen Widerstand ändert sich ja wohl kaum die Flanke des Filters, dessen Amplitude aber wohl schon.

Na ja, wie gesagt: ich weiß das alles nicht mehr so genau, und möchte es eigentlich auch garnicht.

Ich schmeiß dir heute Abend gerne mal zwei Kondensatoren mit nahe bei einander liegenden Werten ins Spice und zeig dir, was mit dem F-Gang passiert.

Jo, das mach bitte mal. Ich freu mich drauf...

Xarox (Beitrag #7) schrieb:

Konkret geht es um den untersten im Schaltplan Link Schaltplan

In der Schaltung ist es fast vollkommen bums ob du 33nf/47nF oder eine Parallelschaltung aus beiden Werten verwendest, da du die Zeitkonstante eh über das Poti einstellt.

Das von mir angesprochene "Eierlegen" zeige ich noch ausführlich, ist in dem Zusammenhang mit deiner Schaltung vollkommen unbedeutend.

Ich danke euch allen dreien für die Erklärungen, ich wusste nicht, wie genau man die Werte einhalten muss
Jetzt sind 5 Kondensatoren parallel gelötet und haben mein komplettes Platinenlayout zerschossen Aber so lange es funktioniert bin ich happy

pelowski (Beitrag #4) schrieb:

Ne du, das mit den "üblen Schweinereien" ist, ganz lieb ausgedrückt, falsch.

Folgende Situation: Der "übliche" Blockkondensator an einem IC mit 100nF hat eine Resonanzfrequenz oberhalb derer er wieder anfängt hochohmig zu werden und nur noch unzureichend filtert. Der IC zieht aber auch höherfrequente Anteile aus dem Versorgungssystem und da der Kondensator in dem Bereich schon zumacht fliesen die Ströme von Sonstwoher zu. Die Folge sind dann Große Leiterschleifen und Abstrahlung, was zu bescheidenen Ergebnissen in der EMV-Messung führt.

Nun gibt es die verbreitete Unsitte einfach einen kleineren Wert parallel zu schalten - der gefürchtete Bypasskondensator. Der Wunschgedanke hierbei ist, dass durch dessen höhere Reso die Filterwirkung bei höheren Frequenzen besser ist und er den 100nF nach oben hin ergänzt. Wenn man sich die Betragsfrequenzgänge der Kondensatoren ansieht, schaut das für unbedarfte auch recht vielversprechend aus. Rechnet man die Sache aber komplex, dann erhält man ggf. eine nette Überraschung:





"Überraschenderweise" hat diese Parallelschaltung eine Resonanzüberhöhung bei ca. 23,5Mhz. Im Worst case hebt einem gerade die eine Störfrequenz die man eigentlich beseitigen wollte noch mal um einige dB nach oben und sorgt für ziemlich dumme Gesichter im EMV-Labor.

Es gibt also durchaus Fälle, in denen man sich mit der unbedarften Parallelschaltung von Kondensatoren "ein Ei legen" kann (Nicht alles was außerhalb des Erfahrungshorizontes von Manfred liegt ist falsch um es mal ganz lieb zu erwidern). Bei niederimpedanten Schaltungen muss man in dem Fall einfach wissen, was man tut.

Zum einen hat der TE explizit nach Abweichungen von den einfachen Modellen gefragt und zum anderen war keinerlei Anwendungsbereich/Schaltung bekannt und da bin ich lange genug Profi (Ich hab Murphy als "Mitarbeiter" durchaus zu "schätzen" gelernt) um nicht sofort loszupoltern dass man alles vernachlässigen kann, ich hab extra nach seiner Schaltung gefragt.

Der TE braucht sich aber keinen Kopf zu machen, in seiner Schaltung wird er es kaum schaffen mit einem Kondensator "Eier zu legen".

@0408SUSI: Y-Kondensatoren sind was anderes:

http://de.wikipedia.org/wiki/Entstörkondensator

Hallo Soundscape925,

ich bin keinesfalls darauf erpicht, immer Recht zu behalten und wenn ich etwas dazulernen kann, dann freut mich das.

Was deine Simulation betrift (eigentlich müsstest du doch die Werte des Ersatzschaltbildes für beide Kondensatoren eingeben?), so hat sie leider meinen Erfahrungshorizont nicht erweitern können.
Ich interpretiere die Simulation so (bitte korrigiere mich, wenn ich falsch liege), dass du damit bewiesen hast, dass man aus einem C und einem parasitären L einen Parallelschwingkreis konstruieren kann. Resonanz in diesem Fall bei ca.23,5MHz.
Das ist leider keine Überraschung.

...Zum einen hat der TE explizit nach Abweichungen von den einfachen Modellen gefragt und zum anderen war keinerlei Anwendungsbereich/Schaltung bekannt...

Das gebe ich dir vollkommen Recht. Ich hatte allerdings, da der TE einen 39nF C wollte, vermutet, dass er irgendeine NF-Anwendung im Sinne hat (denn für Siebung und Abblockung wählt man i.d.R. etwas aus der E6-Reihe) für die zutrifft, was du sagst:

...Der TE braucht sich aber keinen Kopf zu machen, in seiner Schaltung wird er es kaum schaffen mit einem Kondensator "Eier zu legen".

...Nun gibt es die verbreitete Unsitte einfach einen kleineren Wert parallel zu schalten - der gefürchtete Bypasskondensator...

Nun, in Verstärkerschaltungen etc. ist das natürlich Blödsinn und wird ja gerne von selbsternannten "Tunern" praktiziert. Es gibt aber durchaus Anwendungen, bei denen das Sinn ergibt, vor allem, wenn als Parallel-C ein SMD-BT gewählt wird. In SNT z.B. findet man das häufig und ich gehe davon aus, dass der Enwickler geprüft hat, ob eine eventuelle Parallelresonanz in den zu filternden Bereich fällt.

Grüße - Manfred

pelowski (Beitrag #14) schrieb:

Was deine Simulation betrift (eigentlich müsstest du doch die Werte des Ersatzschaltbildes für beide Kondensatoren eingeben?), so hat sie leider meinen Erfahrungshorizont nicht erweitern können.

C1 = 100 nF
C2 = 22 nF
ESR 20 mOhm (je, in einer geistigen Umnachtung versehentlich mit R_Par bezeichnet)
L Serie 3 nH (je)

pelowski (Beitrag #14) schrieb:

Es gibt aber durchaus Anwendungen, bei denen das Sinn ergibt, vor allem, wenn als Parallel-C ein SMD-BT gewählt wird. In SNT z.B. findet man das häufig und ich gehe davon aus, dass der Enwickler geprüft hat, ob eine eventuelle Parallelresonanz in den zu filternden Bereich fällt.

Du glaubst garnicht, wie oft die Entwickler nicht mal mit Wassre kochen. Die bessere Methode ist übrigens die Anstiegszeit der Schalttransistoren mit Gatestoppern zu begrenzen.