Kapacitans er et mål for en kondensators evne til at lagre ladninger. Kapacitansen måles i farads, opkaldt efter den engelske fysiker Michael Faraday, som er æresmedlem af universitetet i Sankt Petersborg.
Indhold
Hvad er kapacitans?
Hvis vi fjerner en enkelt elektrisk leder uendeligt langt væk og eliminerer ladede legemers indflydelse på hinanden, bliver den fjernede leders potentiale proportionalt med ladningen. Men ledere af forskellige størrelser har ikke samme potentiale.
Enheden for kapacitansen af en kondensator i SI er farad. Proportionalitetskoefficienten betegnes med bogstavet C, som er kapacitansen, der påvirkes af lederens størrelse og ydre struktur. Materialet, stoffets fasetilstand i elektroden spiller ingen rolle - ladningerne er fordelt på overfladen. Derfor måles kapacitansen i de internationale GHS-regler ikke i farads, men i centimeter.
En enkelt kugle med en radius på 9 millioner km (1400 jordradius) indeholder 1 farad. Et enkelt ledende element indeholder ladninger i utilstrækkelige mængder til tekniske anvendelser. I overensstemmelse med teknologien i det 21. århundrede. Kapacitansen for kondensatorer med enheder større end 1 farad oprettes.
En struktur bestående af mindst 2 elektroder og et dielektrikum til adskillelse kan lagre den mængde elektricitet, der er nødvendig for at drive elektroniske kredsløb. I denne konstruktion tiltrækkes positive og negative partikler gensidigt, og de holder hinanden fast. Dielektrisket mellem elektron-positronparret forhindrer annihilation. En sådan ladningstilstand kaldes bundet.
Tidligere blev der til måling af elektriske størrelser anvendt besværligt udstyr, som ikke var kendt for sin nøjagtighed. Selv en nybegynder ved nu, hvordan man måler kapacitansen med en tester.
Mærkningen på kondensatorer
Kendskab til de elektroniske enheders egenskaber er afgørende for nøjagtig og sikker drift.
Bestemmelse af kapaciteten af en kondensator indebærer måling af værdien med et instrument og aflæsning af markeringerne på huset. De markerede værdier afviger fra de målte værdier. Dette skyldes ufuldstændige produktionsteknikker og driftsvariationer (slitage, temperaturpåvirkninger).
Den nominelle kapacitet og toleranceparametrene er angivet på huset. Husholdningsapparater anvender apparater med en afvigelse på op til 20 %. I rumfart, militær og farlige områder er en tolerance på 5-10 % tilladt. Driftskredsløb indeholder ingen toleranceværdier.
Den nominelle kapacitet er kodet i henhold til IEC-standarderne, den internationale elektrotekniske kommission, som samler nationale standardiseringsorganisationer i 60 lande.
IEC-standarden anvender betegnelser:
- 3-cifret kodning. 2 cifre i begyndelsen - antal pF, tredje ciffer - antal nuller, 9 i slutningen - værdi mindre end 10 pF, 0 i begyndelsen - højst 1 pF. Kode 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF eller 33 nF eller 0,033 µF. Decimalpunktet i koden er erstattet af bogstavet "R" for at gøre den lettere at læse. R8=0,8 pF, 2R5 er 2,5 pF.
- 4 cifre i mærkningen. Det sidste er antallet af nuller. De første 3 er værdien i pF. 3353 - 335000 pF, 335 nF eller 0,335 µF.
- Anvendelse af bogstaver i koden. Bogstavet µ er µF, n er nanofarads, p er pF. 34p5 er 34,5 pF, 1µ5 er 1,5 µF.
- Høvlekeramiske produkter er kodet med bogstaverne A-Z i 2 registre og et tal, der angiver graden af tallet 10. K3 er 2400 pF.
- Elektrolytiske SMD-produkter er mærket på 2 måder: cifre - nominel kapacitet i pF og i nærheden af eller i anden linje, hvis der er plads, nominel spændingsværdi; bogstavkoder for spænding og i nærheden af 3 cifre, 2 definerer kapacitansen og det sidste - antallet af nuller. A205 betyder 10V og 2µF.
- Produkter til overflademontering er mærket med en kode af bogstaver og tal: CA7 - 10 µF og 16 V.
- Koderne er kodet efter farven på kabinettet.
IEC-mærkning, nationale betegnelser og mærkekode gør det meningsløst at lære koderne udenad. Hardwaredesignere og reparationsteknikere har brug for referencekilder.
Beregning ved hjælp af formler
Beregningen af en celles nominelle kapacitet er nødvendig i 2 tilfælde:
- Designere af elektronisk udstyr beregner parameteren, når de skaber kredsløb.
- Masters i mangel af kondensatorer af passende kapacitet og kapacitet bruge elementet beregning til at vælge fra tilgængelige dele.
RC-kredsløb beregnes ved hjælp af impedansværdien - kompleks modstand (Z). Ra - er det strømtab, der skyldes opvarmning af kredsløbsdeltagerne. Ri og Re - tager hensyn til påvirkningen af elementernes induktans og kapacitans. Ved modstandsterminalerne i RC-kredsløb er spændingen Up omvendt proportional med Z.
Den termiske modstand øger potentialet ved belastningen, og den reaktive modstand mindsker det. Kondensatordrift ved frekvenser over resonans, hvor den reaktive komponent af den komplekse modstand stiger, fører til spændingstab.
Resonansfrekvensen er omvendt proportional med evnen til at lagre ladning. Beregn ud fra formlen til bestemmelse af Fp, hvilke værdier af Cc (kondensatorkapacitet) der er nødvendige for at kredsløbet kan fungere.
Til beregning af impulskredsløb anvendes tidskonstanten for kredsløbet, som bestemmer RC's virkning på impulskonstruktionens struktur. Hvis kredsløbets modstand og kondensatorens opladningstid er kendt, beregnes kapacitansen ud fra formlen for tidskonstanten. Det er den menneskelige faktor, der har indflydelse på resultatets sandhed.
Mestre bruger parallel- og serieforbindelser af kondensatorer. Beregningsformlerne er de omvendte af dem for modstande.
En serieforbindelse gør kapacitansen mindre i forbindelsen af elementerne, mens en parallelforbindelse lægger værdierne sammen.
Hvordan kan jeg måle kapacitansen af en kondensator med et multimeter?
Ved måling af kondensatoren aflades kondensatoren først ved at kortslutte terminalerne med en isoleret skruetrækker på håndtaget. Hvis dette ikke gøres, vil multimeteret med lav effekt fejle.
Svaret på spørgsmålet om, hvordan man kontrollerer kapacitansen af en kondensator med et multimeter med "Cx"-tilstand, er som følger:
- Slå "Cx"-tilstanden til, og vælg målegrænsen - 2000 pF til 20 μF i standardmåleren;
- Sæt kondensatoren i stikkene i instrumentet, eller placer sonden på kondensatorens pinde, og aflæs værdien på instrumentets skala.
Afgør ved hjælp af et ampere- og spændingsmåler eller multimeter, om der er kortslutning eller åben kredsløb i kabinettet.
Polaritetskondensatoren er forbundet til apparatets kredsløb under hensyntagen til strømretningen. Produktets elektroder er mærket af producenten. En kondensator, der er beregnet til spændinger på 1 til 3 V, vil svigte, hvis den omvendte strøm er højere end normalt.
Den polære elektrolytiske kondensator er loddet fra printpladen, før egenskaberne måles. Tænd for multimeteret i modstands-måling eller halvleder-testtilstand. Placer sonderne på elektroderne på den polære kondensator - plus mod plus, minus mod minus. En defekt kondensator vil vise en jævn stigning i modstanden. Efterhånden som opladningen skrider fremad, falder strømmen, EMF'en stiger og når op på strømforsyningsspændingen.
Et åbent kredsløb i en kondensator vises på multimeteret som en uendelig modstand. Enheden reagerer ikke, eller pilen på den analoge indikator bevæger sig knap nok.
Hvis elementet svigter, vil den målte værdi være mindre end den nominelle værdi i forhold til størrelsen af nedbruddet.
Hvis man undrer sig over, hvordan man måler den komplekse eller ækvivalente seriemodstand (ESR for en kondensator) med et multimeter, er det problematisk at gøre det uden en tilknytning. En kondensator udviser reaktive egenskaber ved højfrekvente strømme.
Andre målemetoder
Kondensatorkapacitansmåler med dine egne hænder er samlet i henhold til pulsenhedens ordninger. Sekvenserne af RC-kredsløb med variable modstande skaber en række frekvensstykkede signaler ved produktets udgang. Et multimeter bruges til at indstille den enhed, som tilbehøret skal bruges sammen med.
Et sæt af testede kondensatorer tilsluttes på skift til konstruktionen, og nøjagtigheden for hvert delområde justeres.
En polær elektrolytisk cellekapacitetsmåler med dine egne hænder er skematisk implementeret og tunet som en del af en set-top-boks uden et oscillerende kredsløb. Udgangen er en konstant spænding i stedet for en pulsspænding.
I digitale kapacitetsmålere er strømforsyningen meget stabil. De "flydende" parametre for de elementer, som kredsløbet er sammensat af, vil give en uacceptabel fejl i målingernes nøjagtighed.
Logikelementer anvendes til at opbygge pulserende vekselstrømskilder til ESR-målinger.
Billige kondensatorkapacitetsmålere, RLC-bro-type enheder med valgfri SMD-modstandstestfunktion, netoplader og LCD-display, selv på størrelse med en finger. De fungerer som et professionelt metrologisystem. Kan fungere som en kapacitansmåler for elektrolytiske kondensatorer, både polære og variable.
Relaterede artikler:
