Selbstentladestrom messen ?

[PICture]

Hallo!

Ich möchte Selbstentladestrom von Akkus, aufladbaren Batterien, Elkos und Goldcaps messen. Im Netzt habe ich viele Hinweise zur Abschätzung bzw. Ausrechnung, aber keiner echter Messung gefunden. Deshalb habe ich mir folgende einfache Messschaltung aufgebaut und möchte Euch fragen, ob ich dort kein Denkfehler habe.

                  µA
                  _
                 / \
          +-----(_/_)-----+
          | \    \_/      |
         /+\/\  ---->     |
     U1 ( / )    Is       - U2
        /\-/             ---
          |               |
          +---------------+
          |
         ===
         GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Kurzbeschreibung:

1. Die U1 = U2 eintellen, wobei Is = 0 ist.
2. Genug lange abwarten bis sich U2 und Is nicht mehr ändern, dann ist Is der Selbstentladestrom.

Vielen Dank fürs Anschauen und Fehlermelden.

[Besserwessi]

So einfach klappt die Messung zumindest bei Akkus nicht. Die Spannung des Akkus/Batterien kann sich auch durch andere Effekte als die Selbstentladung ändern, z.B. mit einer sich ändernden Temperatur oder Chemischen Veränderungen (z.B. Abbau von Konzentrationsunterschieden). Selbst bei Goldkaps kann sich die Kapazität mit der Zeit ändern. Dazu kommen dann auch noch Relaxationen im Dielektrikum. Beim nicht mehr so idealen Kondensator ist schon die Definition der Kapazität und des Leckstromes nicht so einfach.

Die Methode der Wahl ist vermutlich aufladen, unterschiedlich lange warten und dann kontrolliert entladen, und sehen wie die gepeicherte Ladung von der Lagerzeit abhängt. Leider keine schnelle Methode und auch nicht einfach. Schon die Frage wann ist der Kondensator / Akku voll bzw. leer ist nicht so eindeutig, und ein paar mV mehr oder weniger haben einen deutlichen Einfluss.

[PICture]

Hallo Besserwessi !

Vielen Dank für deine Antwort.

Ich möchte möglichst kurz (max. ein paar Stunden) in permanenter Temperatur messen um z.B. feststellen, was in meiner neugekaufter batterieloser Uhr mehr Strom braucht: die Uhr oder der Goldcap.

[White_Fox]

Ich glaube, das kann man wirklich nur rechnerisch ermitteln, direktes Messen wird wohl kaum drin sein.

Der Entladestrom eines Kondensators liegt in Bereichen, die für die meisten Messgeräte und Netzteile unter Rauschen fallen würden.
Wenn du den parasitären Parallelwiderstand mal mit 1MOhm annimmst und dein Cap eine Spannung von 5V aufweist, dann fließen gerade mal 5µA.
Damit man das einigermaßen genau messen kann, brauchst du Meßgeräte, deren Widerstand äußerst präzise, hoch und vor allem bekannt sein muß.

Wenn du ein Oszilloskop hast könntest du ja mal versuchen, herrauszufinden, wie hoch der Einfluss deines Gerätes bei einer Messung ist. Wenn du den Strom gut genug abschätzen kannst, könntest du einen Widerstand (ein paar MOhm) in Reihe zum Kondensator schalten, das Ganze an ein Netzteil anschliessen, den Spannungsabfall über Reihenwiderstand und Kondensator messen und aus diesen Messungen den Parallelwiderling des Kondensators ermitteln. Zumindest theoretisch.

Praktisch stehst du jetzt vor folgenden Problemen:
-Wenn wir jetzt mal die Kapazität 0,1F annehmen (kleiner Cap!) und einen Reihenwiderstand von 500kOhm (würde bei 5µA einen Spannungsabfall von 2,5V machen) dann kommst du auf eine Zeitkonstante Tau, die man schon in Tagen angeben kann. Einen Zustand, den man als hinreichend stationär annehmen könnte, würde sich nach etwa 5 Tagen einstellen (bei gerade mal 8 Tau).
-In dieser Zeit eine konstante Temperatur zu gewährleisten ist ohne umfangreiche Laborausstattung kaum machbar, Temperaturschwankungen werden dir das Ergebnis in schlecht abschätzbarer Weise versauen.
-Dazu kommt noch das Problem nichtidealer Messgeräte. Die Messwiderstände von Oszilloskopen dürften in etwa der Größenordnung liegen, wie es auch der parasitäre Parallelwiderling deines Caps ist. Dementsprechend unbrauchbar wird dann auch die Messung ausfallen.

Es hat schon seinen Grund warum sowas niemand misst...sondern immer nur indirekt erfasst und errechnet wird.

[PICture]

Danke für deinen Beitrag und sorry, dass ich ihn unkomentiert lasse.

Der gemessene Selbstentladestrom vom Goldcap ist unter 0,1 µA, also für mich wirklich unmessbar, was mich sehr freut.