Kleine Kondensatorkunde: Gute und defekte C's im Röhrenradio

[rettigsmerb]

Oh doch - auch wenn die WIMA-Malzis und wie sie alle heißen mögen äußerlich "noch schön" sind, haben sie Feuchtigkeit gezogen. Parallelen zum "osmotischen Druck" könnte man hier anführen. Der Kondensator ist im Neuzustand innerlich "furztrocken" (der Ausdruck sei ausnahmsweise mal erlaubt), außen um ihn herum herrschen immer irgendwie um die sagen wir 50% rel. Feuchte. Dieses Gefälle WILL sich ausgleichen!! Dazu reicht schon ein mikroskopisch kleiner Spalt, der mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. Die Zeit erledigt dann den Rest. Einzig und allein MP-Kondensatoren mit einer wirklich hermetischen Abdichtung (wie die schon beschriebenen Kondensatoren im komplett verlöteten Metallgehäuse mit Glasdurchführungen) sind auch nach vielen Jahren noch brauchbar. Aber Achtung: Sie können problematische Substanzen enthalten - Niemals versuchen, sie zu öffnen, um ihr Innerstes zu "erforschen"!

[tickticktick]

Ja, mag ja alles stimmen. Nur wer weiß wie hoch in der Fabrikation die Luftfeuchtigkeit gewesen ist. Wenn die auch um 50% gelegen hat, dann kann der Kondensator keine Feuchtigkeit aufsaugen... Oder nur wenig...

Erklärungen und Vermutungen mag es viele geben....

Ich möchte wirklich wissen was sich in solch einem Kondensator abgespielt hat.... Das ist für mich und für die Fertigungstechnik schon interessant. Könnte ein Forschungsprojekt sein...

[rettigsmerb]

Nochmal: Bei der Fertigung waren die Dinger innerlich vollkommen trocken durch Wärmebehandlung!
Im Laufe der Jahre haben sie dann Feuchte aus der Luft absorbiert, was zu einem chemischen Prozess an den Aluminiumfolien führt. Das blüht aus und durchbricht schließlich die hauchdünne Papierschicht zwischen ihnen. Ich habe solche Kondensatoren schon auseinander gewickelt und weiß, wovon ich spreche....
Das sind keine Spekulationen, Vermutungen oder Hirngespinste, sondern Tatsachen...

[makersting]

In einem Concertino 9 fand ich diese drei Vertreter. Deren Kapazitäten hatten sich verdoppelt bzw. verdreifacht. Eine Widerstandsmessung bei rund 100V- ergaben jeweils ca. 1MOhm. Damit würde ich sie zu den Tauschkandidaten zählen.

[röhrenradiofreak]

Auch wenn ich mich wiederhole: Die Kapazität erhöht sich nicht in dem Maße, wie es viele Kapazitätsmessgeräte anzeigen. Vielmehr kommt das Messverfahren der Kapazitätsmessgeräte mit dem Leckstrom solcher Kondensatoren nicht klar.

Wer es nicht glaubt, der nehme einen einwandfreien Kondensator und schalte diesem einen Widerstand von 10 k Ohm bis 1 M Ohm parallel. Das simuliert eine schlechte Isolation des Kondensators. Das Kapazitätsmessgerät wird nun eine mehr oder weniger stark erhöhte Kapazität anzeigen. Nur wo sollte diese herkommen? Der Kondensator hat sich nicht verändert, und der Widerstand hat keine nennenswerte Kapazität.

Wer die Reaktion seines Kapazitätsmessgerätes auf solche Kondensatoren kennt, kann die erhöhte Anzeige als Indikator für schlechte Isolation nutzen. Ob das aber immer zuverlässig funktioniert, weiß ich nicht.

Lutz

[makersting]

Hallo Lutz,

an eine Verfälschung des Kapazitätsmesswertes durch den Parallelwiderstand hatte ich schon gedacht, war dem aber nicht nachgegangen. Auf deine Anregung hin habe ich das nun nachgeholt.

Die Resultate sind unten gezeigt. Oberes Bild: nur (intakter) Kondensator. Unteres Bild: Kondensator mit 1MOhm Widerstand parallel geschaltet (um den gelben, schadhaften Kondensator nachzubilden).

Die angezeigte Kapazität erhöht sich dadurch um ca. 5%. Die um 100% erhöhten Werte der weiter oben gemessenen gelben Kondensatoren könnten doch den tatsächlichen Kapazitäten annähernd entsprechen. Oder kommen noch andere Gründe in Betracht, die das Messgerät fälschlicherweise zu hohe Werte anzeigen lassen?

Beste Grüße
Martin


Btw: Ich verwende eines von diesen in der Bucht aus China angebotenen Universaltester für um 15 Euro.

[rettigsmerb]

Die eingedrungene Feuchte verursacht einen elektrolytischen Prozess innerhalb des Kondensatorwickels. Gut möglich, dass auch hier ein Teil der Antwort liegt.

[BugleBoy]

wie ich gerne wiederhole: Wasser hat dielektrizitätskonstante von 77 und Papier von 2-5 (?)
wenn Papier 10% Wasser aufgenohmen, dann ist es schon 7,7 drauf. Das ist schon sehr viel.

Isolationsverschlechterung ist Folgen davon.

[röhrenradiofreak]

Warum zeigen dann verschiedene Kapazitätsmessgeräte bei ein und demselben alten Papierkondensator Kapazitäten an, die sich mitunter um mehr als den Faktor 10 unterscheiden? Beispiel aus einer kleinen Messreihe, die ich vor einigen Jahren durchgeführt habe: Bei einem ERO 100 (Nennkapazität 5 nF) wurde folgendes angezeigt:
- von einem selbstgebauten Kapazitätsmessgerät: 9,8 nF
- von einer RLC-Messbrücke Hioki 3520: 11,75 nF
- von einem Multimeter mit Kapazitätsmessbereich (Fluke 179): 150 nF !!!
Die verwendeten Messgeräte waren zweifelsfrei in Ordnung. Bei einer späteren Messreihe gab es mit weiteren Messgeräten ähnlich krasse Unterschiede. Mit einer durch eingedrungenes Wasser veränderten Dielektrizitätskonstante ist das nicht erklärbar.

@Martin: Wenn Du einen niederohmigeren Widerstand nimmst, z.B. 100 k Ohm, steigt die angezeigte Kapazität noch viel höher.

Lutz

[BugleBoy]

Ob Wasser als Dielektrium wirklich konstante Kapazität beim Spannungsänderung (es gibt Kondensator,der nicht diese Eigenschaft besitzt, Klasse II keramikkondensator) ausweist.. oder "memory"-Effekt dank galvanische Effekt durch Feuchtigkeit oder oder..

Da spielt schwarze Magie / Voodoo grosse Rolle. Doktorarbeit ist angesagt

[makersting]

@Martin: Wenn Du einen niederohmigeren Widerstand nimmst, z.B. 100 k Ohm, steigt die angezeigte Kapazität noch viel höher.

Das ist in diesem Fall nicht relevant, denn 1MOhm war der gemessene DC-Widerstandswert an den gelben Kondensatoren aus dem alten Concertino. Durch die Kapazitätsmessung beim intakten WIMA mit parallelem 1MOhm Widerstand konnte ich somit den "internen Parallelwiderstand" der alten, gelben Kondensatoren als Quelle der erhöht angezeigten Kapazität ausschließen. So meine ich zumindest.

Gruß
Martin

[rettigsmerb]

Der Gedanke mit dem chemischen Prozess einmal etwas weiter gesponnen....
Im ursprünglichen Zustand waren die Aluminiumfolien des Kondensatorwickels einmal schön glatt, das hauchdünne, imprägnierte Papier ebenfalls.
Nachdem aber Feuchtigkeit in den Wickel eingedrungen ist, setzt durch Elektrolyse ein Zersetzungsprozess ein, bei dem die Oberfläche zunächst nicht mehr glatt, sondern rauh wird. Damit geht eine signifikante Vergrößerung der wirksamen Oberfläche einher. Da das "aufblühende" Aluminium keinen Platz zur Ausdehnung hat, wird es sich in das Papier "hineinfressen". Die beiden Beläge kommen sich damit näher, was tatsächlich einer Kapazitätserhöhung gleichkommt. Gleichzeitig geht damit aber auch eine Verringerung der Spannungsfestigkeit einher, der Kondensator neigt dabei an den schwächsten Stellen zum Durchschlagen. In den meisten Fällen heilt diese Stelle durch einen kräftigen Stromstoß aus, hinterlässt aber natürlich Spuren. Es entsteht ein winziges Brandloch. Und nun haben an der Stelle die vor-und nachliegenden Wicklungslagen ein wenig mehr Platz zur Ausdehnung. Dabei interagieren sie auch mit der zwischen ihnen liegenden Schicht, was eine weitere Kapazitätsänderung zur Folge hat.

Überlassen wir diesen Prozess über ein paar Jahre sich selbst - und dann kommen WIR... mit Messgerät! Und wir wundern uns nur noch. Die Kapazitätserhöhung wird uns in die Irre führen und weiter spekulieren lassen....

[röhrenradiofreak]

... 1MOhm war der gemessene DC-Widerstandswert an den gelben Kondensatoren aus dem alten Concertino. Durch die Kapazitätsmessung beim intakten WIMA mit parallelem 1MOhm Widerstand konnte ich somit den "internen Parallelwiderstand" der alten, gelben Kondensatoren als Quelle der erhöht angezeigten Kapazität ausschließen. So meine ich zumindest.

Der Isolationswiderstand alter Papierkondensatoren ist spannungsabhängig. Daher ist das Parallelschalten eines Widerstandes zu einem guten Kondensator nur eine unvollkommene Simulation.

Lutz

[hf500]

beim Aendern auf mich selbst geantwortet -> naechster Eintrag

73
Peter

[hf500]

Moin,
hatten wir hier schon Isolationstester?
Vor einiger Zeit habe ich sowas guenstig auf einem Flohmarkt gefunden:
https://vetusgroup.en.alibaba.com/produ ... ester.html
In der Ausfuehrung DY 30-1
Misst also mit 250V, 500V oder 1000V bis 2G Ohm. Messpannungen werden eingehalten, Messgenauigkeit entspricht der normaler preiswerter DMMs, das Ding ist fuer Isolationsmessungen tauglich. Das Geraet kann auch beissen, der Kurzschlusstrom liegt bei 1-1,5mA, wie es die einschlaegige ISO fordert.

Der erste damit gemessene Papierkondensator war ein 5nF 500V~ Entstoerkondensator aus einem Netzeingang eines Dampfradios. Gemessen mit 250V gab es mit der Zeit schnell abfallende 8M Ohm als Startwert. Bei Gelegenheit muss ich mal messen, was NOS Durolit so ergeben.

73
Peter