Mahtuvus mõõdab kondensaatori võimet salvestada laenguid. Mahtuvust mõõdetakse Peterburi ülikooli auliikme inglise füüsiku Michael Faraday järgi faraadides.
Sisu
Mis on mahtuvus?
Kui eemaldada üks elektrijuht lõpmata kaugelt ja välistada laetud kehade mõju üksteisele, muutub eemaldatud juhi potentsiaal võrdeliseks laenguga. Kuid erineva suurusega juhtmetel ei ole sama potentsiaali.
Kondensaatori võimsuse ühik SI-s on farad. Proportsionaalsuskoefitsient on tähistatud tähega C, mis on juhi suurusest ja välisstruktuurist mõjutatud mahtuvus. Materjal, elektroodi aine faasiolek ei mängi rolli - laengud jaotuvad pinnale. Seetõttu ei mõõdeta GHSi rahvusvahelistes reeglites mahtuvust mitte faradides, vaid sentimeetrites.
Üksildane pall raadiusega 9 miljonit km (1400 Maa raadiuses) sisaldab 1 faraadi. Üks juhtiv element hoiab laenguid tehniliste rakenduste jaoks ebapiisavas koguses. 21. sajandi tehnoloogia järgi.luuakse kondensaatorid, mille ühikud on suuremad kui 1 farad.
Vähemalt 2 elektroodist ja eraldusdielektrikust koosnev struktuur on võimeline salvestama elektroonikaahelate jaoks vajaliku elektrienergia koguse. Sellises struktuuris on positiivsed ja negatiivsed osakesed vastastikku tõmbunud ja hoiavad end. Elektron-positroni paari vaheline dielektrik hoiab ära annihilatsiooni. Sellist laengute olekut nimetatakse seotuks.
Varem kasutati elektriliste suuruste mõõtmiseks tülikaid seadmeid, mis polnud tuntud oma täpsuse poolest. Nüüd teab isegi algaja raadioamatöör, kuidas mõõta mahtuvust testeriga.
Kondensaatorite märgistus
Elektrooniliste seadmete omaduste tundmine on vajalik täpseks ja ohutuks tööks.
Kondensaatori võimsuse määramine hõlmab väärtuse mõõtmist instrumendiga ja korpusel olevate märgiste lugemist. Märgistatud väärtused ja mõõdetud väärtused on erinevad. Selle põhjuseks on ebatäiuslikud tootmistehnikad ja töö kõikumised (kulumine, temperatuurimõjud).
Nimivõimsus ja tolerantsi parameetrid on näidatud korpusel. Kodumasinate puhul kasutatakse seadmeid, mille kõrvalekalle on kuni 20%. Kosmosetööstuses, sõjatehnikas ja ohtlike objektide automatiseerimises on karakteristikutes lubatud varieerumine 5-10%. Tööahelad ei sisalda tolerantsi väärtusi.
Nimimahtuvus on kodeeritud vastavalt IEC standarditele, International Electrotechnical Commission, mis ühendab rahvuslikke standardiorganisatsioone 60 riigist.
IEC standard kasutab tähistusi:
- 3-kohaline kodeerimine. 2 numbrit alguses on pF arv, kolmas on nullide arv, 9 lõpus on reiting alla 10 pF, 0 ees ei ole suurem kui 1 pF. Kood 689–6,8 pF, 152–1500 pF, 333–33000 pF või 33 nF või 0,033 µF.Koodi koma asendatakse lugemise hõlbustamiseks tähega "R". R8 = 0,8 pF, 2R5 on 2,5 pF.
- 4 numbrit märgistuses. Viimane on nullide arv. Esimesed 3 on väärtus pF-is. 3353–335 000 pF, 335 nF või 0,335 µF.
- Tähtede kasutamine koodis. Täht µ on µF, n on nanofarad, p on pF. 34p5 on 34,5 pF, 1 u5 on 1,5 uF.
- Höövelkeraamikatooted on kodeeritud tähtedega A-Z 2 registris ja numbriga, mis tähistab arvu astet 10. K3 on 2400 pF.
- Elektrolüütilised SMD-tooted märgistatakse kahel viisil: numbrid - nimimahtuvus pF-ides ja ruumi kõrval või 2. real - nimipinge väärtus; tähekodeerimispinge ja 3 numbri kõrval 2 määravad mahtuvuse ja viimane - nullide arv. A205 tähendab 10 V ja 2 μF.
- Pindkinnitustooted on tähistatud tähtedest ja numbritest koosneva koodiga: CA7 - 10 μF ja 16 V.
- Kodeerimine toimub korpuse värvi järgi.
IEC-märgistus, riiklikud tähistused ja brändikoodid muudavad koodide meeldejätmise mõttetuks. Riistvaradisainerid ja remonditehnikud vajavad viiteallikaid.
Arvutamine valemitega
Lahtri nimimahtuvuse arvutamine on vajalik kahel juhul:
- Elektroonikaseadmete disainerid arvutavad parameetrid vooluringide loomisel.
- Sobiva võimsuse ja võimsusega kondensaatorite puudumisel kasutavad meistrid saadaolevate osade hulgast valimiseks elemendi arvutust.
RC-ahelad arvutatakse impedantsi - komplekstakistuse (Z) väärtuse abil. Ra - voolukadu vooluringi elementide kuumutamisel. Ri ja Re - võtavad arvesse elementide induktiivsuse ja mahtuvuse mõju. RC-ahela takisti klemmides on pinge Up pöördvõrdeline Z-ga.
Soojustakistus suurendab potentsiaali koormusel ja reaktiivtakistus vähendab seda.Kondensaatori töö sagedustel, mis ületavad resonantsi, kui komplekstakistuse reaktiivne komponent suureneb, põhjustab pingekadusid.
Resonantsi sagedus on pöördvõrdeline laengu akumuleerumisvõimega. Arvutage Fp määramise valemi järgi, millised Cc (kondensaatori mahtuvuse) väärtused on ahela jaoks vajalikud.
Impulssahelate arvutamiseks kasutatakse ahela ajakonstanti, mis määrab RC mõju impulsi struktuurile. Kui teate ahela takistust ja kondensaatori laadimisaega, kasutage mahtuvuse arvutamiseks ajakonstandi valemit. Tulemuse tõesust mõjutab inimfaktor.
Meistrid kasutavad kondensaatorite paralleel- ja jadaühendusi. Arvutusvalemid on pöördvõrdelised takistite valemitega.
Jadaühendus muudab elementide ühenduses mahtuvuse väiksemaks, paralleellülitus liidab väärtused kokku.
Kuidas mõõta multimeetriga kondensaatori mahtuvust?
Parameetrite mõõtmisel tühjendatakse kondensaator esmalt, sulgedes nendevahelised klemmid käepideme isoleeritud kruvikeerajaga. Kui seda ei tehta, ebaõnnestub vähese võimsusega multimeeter.
Vastus küsimusele, kuidas kontrollida kondensaatori mahtuvust multimeetriga režiimis "Cx", on järgmine:
- Lülitage sisse režiim "Cx" ja valige mõõtmispiir - 2000 pF kuni 20 μF standardmõõturis;
- Sisestage kondensaator instrumendi pesadesse või asetage sondid kondensaatori tihvtide külge ja vaadake väärtust instrumendi skaalal.
Kasutage ampermeetrit või multimeetrit, et teha kindlaks, kas korpuses on lühis või vooluahel.
Polaarkondensaator on seadme vooluringis kaasatud, võttes arvesse voolu suunda. Toote elektroodid märgistavad tootjad. Kondensaator, mis on mõeldud pingele 1-3 V, läheb rikki, kui pöördvool on tavalisest suurem.
Enne karakteristikute mõõtmist on polaarne elektrolüütkondensaator plaadilt lahti joodetud. Lülitage multimeeter sisse takistuse mõõtmise või pooljuhtide testimise režiimis. Asetage sondid polaarkondensaatori elektroodidele - pluss pluss, miinus miinus. Vigane kondensaator näitab takistuse sujuvat suurenemist. Laadimisel vool väheneb, EMF suureneb ja jõuab toiteallika pingeni.
Kondensaatori purunemine näeb multimeetril välja nagu lõpmatu takistus. Seade ei reageeri või analoogkoopia nool vaevu liigub.
Kui element ebaõnnestub, ei vasta mõõdetud parameeter nimiväärtusele väiksemal viisil, proportsionaalselt rikke suurusega.
Kui tekib küsimus, kuidas mõõta multimeetriga keerulist või samaväärset järjestikust takistust (kondensaatori ESR), siis ilma skoobita on seda problemaatiline teha. Kondensaatoril on kõrgsagedusvoolu korral reaktiivsed omadused.
Muud viisid mõõtmiseks
Oma kätega kondensaatori mahtuvusmõõtur on kokku pandud vastavalt impulssseadmete skeemidele. Muutuva takistitega RC-ahelate jadad loovad toote väljundis signaale astmelise sageduse muutusega. Seadme reguleerimiseks kasutage multimeetrit, millega seadet kasutatakse.
Testitud kondensaatorite komplekt on omakorda ühendatud disainiga ja reguleerib töö täpsust igas alamvahemikus.
Polaarsete elektrolüütiliste elementide võimsusmõõtur oma kätega on skemaatiliselt rakendatud ja häälestatud digiboksi osana ilma võnkeahelata. Väljundis on impulsspinge asemel konstantne pinge.
Digitaalsetes mahtuvusmõõturites on toiteallikas väga stabiilne. Elementide "ujuvad" parameetrid, millest vooluahel on kokku pandud, annavad mõõtmiste täpsusele vastuvõetamatu vea.
Loogilistel elementidel luuakse ESR-i mõõtmiseks impulss-vahelduvvooluallikad.
Odavad kondensaatorimahtuvuse mõõtmise seadmed, RLC silla tüüpi seadmed, millel on SMD takistite lisafunktsioon, võrgu laadimine ja vedelkristallkuvar, ise sõrmesuurused. Tegutsege professionaalse metroloogiakompleksina. Võimalik toimida nii polaarsete kui ka muutuvate elektrolüütkondensaatorite mahtuvusmõõturina.
Seotud artiklid:
