Cálculo de Julios y Watios en soldadura por descarga de condensador

[forane]

Ya sé que el tema no es muy interesante. También he pateado lo mío en la red. Pero no consigo determinar a priori cuál será la energía que produce en dos impulsos sucesivos --separados por un tiempo-- la descarga de un condensador cargado a cierto voltaje. Y es que la fórmula es muy fácil:

E (julios)= 1/2 *  Q (capacidad del condensador) * V^2

Teóricamente la potencia que suministraría en cada impulso sería P (watios)=E (julios)/segundos
Pero como cada impulso puede durar (por ejemplo) 10 milisegundos tenemos:

W=Julios/0,001seg

Pero casualmente el condensador no llega a descargarse en esos 10 milisegundos y la potencia que los cálculos dan es enorme. Y si el tiempo del impulso lo hago en su lugar de 40 milisegundos, la potencia sería menor (al ser el denominador mayor), algo alejado de la realidad, ya que estaría pasando más tiempo la corriente y haría mayor trabajo.
Es lo que pregunto a algún forero por si puede ayudarme. Es para mi soldador por puntos basado en Arduino que hoy casi he terminado.


Aunque no es el tema, mirad cómo puede quedar una moneda descargando un gran condensador a través de una bobina (me parece recordar que salió algo en el foro?):

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=gs51nH46F-g

De esta página:
http://205.243.100.155/frames/shrinker.html

Pepe.

[vier]

Tal vez vaya equivocado, pero si la energía es un valor fijo, emtonces la potencia será menor porque necesita más tiempo para lograr aquella energía.

si la energía es, pongamos 1000 julios en 1 segundo, la potencia sería de 1000/1 = 1000 vátios
Si en vez de 1 segundo son 2 segundos, 1000/2=500 vátios. ¿por qué? porque has necesitado más tiempo para crear la energía.

Pensemos en calor, por ejemplo.
Para calentar un grado un litro de agua, por ejemplo necesito 1 caloría/hora (no se si es así, pero es para ponerlo de ejemplo)
para calentar dos grados, 2 calorías/hora o 2 horas a 1 caloría

para crear 1000 julios:1 segundo, o dos veces medio segundo

No se si te habré liado más, pero es como lo entiende mi pobre cabezota a éstas horas.
Seguro que hay alguien que lo explique mucho mejor que yo.

[Xanito]

No sé si lo has mirado, pero en el foro de científicos aficionados, Anilardo publicó un soldador de puntos por descarga capacitiva y venía con toda clase de cálculos y explicaciones.

EDITO:

Estás de suerte,  , los 29º no me dejan dormir y te lo he buscado:

https://sites.google.com/site/anilandro/03604-soldadura-puntos

[Xanito]

Después de contestar me he fijado en lo que preguntas  .

Por lo poco que sé del tema, creo que estas equivocado o te he entendido mal.

No puedes cargar el condensador a tope y descargarlo en "tiros" sucesivos. Más que nada porque además de la corriente de descarga necesitas aplicar fuerza a las piezas a soldar.

Lo más fácil me parece lo del enlace que te puse antes, cargar el condensador con la energía que necesitas en cada soldadura, así siempre partes de unas condiciones iniciales conocidas y simplificas muchísimo el circuito de disparo.

¿No?

[forane]

Gracias Xanito por el enlace. Se te agradece el interés. Tengo que digerirlo. Pero yo no empleo tanto voltaje, pues es muy peligroso. Yo cargo un condensador de 3 faradios mediante un transistor MOS-FET de canal N y lo mantengo a ese voltaje mediante un algoritmo de Arduino. También lo puedo descargar con otro circuito. Mediante unos potenciómetros elijo dos impulsos de duración definida y lo descargo mediante la activación de un pedal (conectado a Arduino) a través de una batería de transistores también MOS-FET. Entonces me gustaría saber qué energía estoy suministrando en cada impulso. La energía total (teórica) en Julios del condensador es fácil de calcular (p. ej a 12 V ==> 1/2 Q V^2 ==> 1/2 * 3 * 144 ==> 216 julios). Pero ahora me gustaría saber por ejemplo en watios cuál  a priori será la energía en cada impulso de 10 milisegundos y 40 milisegundos respectivamente, sabiendo que el condensador no se descargará del todo.
Pepe.

[Xanito]

Ahí ya me pierdo.

Eso me suena a transitorios y corrientes que tienden a infinito al hacer el corto de la soldadura.

[agassichan]

Asi a priori se me antoja que necesitas un dato mas, y es la resistencia a traves de la que se descarga el condensador.

De esa manera podras calcular la tension residual en el condensador, y con ello la energia restante, lo que te daria la energia gastada y podrias calcular la media de la potencia.

Estoy en lo cierto o saco los libros con las formulas? 

[forane]

Quizá habría de hacerse una prueba con una resistencia comercial de valor conocido e inferirlo al resultado cuando la resistencia es ínfima. Aunque con los tiempos de los impulsos y el voltaje  del condensador ya sería más que suficiente, pero se me antojó esta chorradita. En mi caso aparece en una pantalla LCD de 20x4 conectada al Arduino.
 El caso es que en algunos autoconstruidos que he visto en la red dicen que es mejor hablar de potencia en cada impulso, pero no explican cómo calcularlo.

Pepe.

[Xanito]

Pues prueba y error, ¿No? Cada vez que cambies de material o forma a soldar vas a variar la resistencia.

[agassichan]

Cualquier condensador tiene una resistencia interna que aunque le pongas una resistencia casi cero entre los bornes va a limitar una corriente maxima a la salida de ese condensador.

Lo mejor es poner una resistencia de valor muy pequeño y conocido y forzar un pulso muy corto y medir la tension que se genera con un osciloscopio y hacer los calculos

[forane]

Se me ha ocurrido que mejor que la potencia en cada impulso, presentar el porcentaje de la potencia (teórica) almacenada en el condensador en cada impulso. Como la potencia almacenada es directamente proporcional al voltaje (1/2 C X V^2) y en mi caso sería un máximo de unos 18-20 V, la potencia máxima o el 100%,en términos de voltaje serían p. ej. 20 V. Ahora habría que hallar un factor por el que dividir esta potencia (o voltaje, ya que nos referiremos a éste) y sería el porcentaje entre el impulso más corto (0 milisegundos) y el más largo (40 milisegundos en mi aparato). Y sobre esto habría de trabajarse. Pero no sé como inferir el algoritmo en Arduino para que aparezca en la pantalla de LCD una barra gráfica proporcional a la potencia en cada impulso. ¿Sugerencias?. Gracias.

Pepe.

[agassichan]

La potencia es un promedio temporal.

Si utilizas la energia almacenada en el condensador en 0ms te dara potencia infinita. Si lo descargas en años te dara practicamente cero, asi que no te es de utilidad.

Sigo pensando que necesitas saber la corriente de descarga maxima de forma experimental.

[forane]

Independientemente de todo, la energía teórica que almacena el condensador es más o menos estable. Sólo tengo experiencia con los desfibriladores y cuando tú le indicas la energía a la que pretendes dar el "chispazo" (en el argot), se carga un condensador con esta energía y no tiene en cuenta la resistencia de la piel o si tú le has colocado pasta conductora.
Los palos de lo que pretendo hacer/aplicar vienen por aquí (lo pongo para general conocimiento del Foro, por si alguien está buscando algo similar) :
http://playground.arduino.cc/Code/LcdBarGraph



Pepe.