La capacité est une mesure de la capacité d'un condensateur à stocker des charges. La capacité se mesure en farads, du nom du physicien anglais Michael Faraday, membre honoraire de l'université de Saint-Pétersbourg.
Contenu
Qu'est-ce que la capacitance ?
Si nous retirons un seul conducteur électrique à l'infini et éliminons l'influence des corps chargés les uns sur les autres, le potentiel du conducteur retiré devient proportionnel à la charge. Mais des conducteurs de taille différente n'ont pas le même potentiel.
L'unité de capacité d'un condensateur en SI est le farad. Le coefficient de proportionnalité est désigné par la lettre C. Il s'agit de la capacité affectée par la taille et la structure externe du conducteur. Le matériau, l'état de phase de la substance de l'électrode ne joue pas de rôle - les charges sont distribuées à la surface. C'est pourquoi, dans les règles internationales du SGH, la capacité n'est pas mesurée en farads mais en centimètres.
Une boule solitaire d'un rayon de 9 millions de km (1400 rayons terrestres) contient 1 farad. Un seul élément conducteur retient les charges en quantité insuffisante pour les applications techniques. Selon la technologie du 21ème siècle. des condensateurs dont l'unité est supérieure à 1 farad sont créés.
Une structure constituée d'un minimum de 2 électrodes et d'un diélectrique de séparation peut stocker la quantité d'électricité nécessaire au fonctionnement des circuits électroniques. Dans cette construction, les particules positives et négatives sont mutuellement attirées et se tiennent les unes les autres. Le diélectrique entre la paire électron-positron empêche l'annihilation. Un tel état de charge est appelé lié.
Auparavant, pour mesurer les quantités électriques, on utilisait des équipements encombrants et peu réputés pour leur précision. Aujourd'hui, même un radioamateur novice sait comment mesurer la capacité avec un testeur.
Le marquage des condensateurs
La connaissance des caractéristiques des appareils électroniques est essentielle pour un fonctionnement précis et sûr.
Pour déterminer la capacité d'un condensateur, il faut en mesurer la valeur avec un instrument et lire les inscriptions sur le boîtier. Les valeurs marquées diffèrent des valeurs mesurées. Cela est dû à l'imperfection des techniques de production et aux variations opérationnelles (usure, effets de la température).
La capacité nominale et les paramètres de tolérance sont indiqués sur le boîtier. Les appareils ménagers utilisent des dispositifs dont l'écart peut atteindre 20 %. Dans les applications spatiales, militaires et dans les zones dangereuses, une tolérance de 5 à 10 % est autorisée. Les circuits d'exploitation ne contiennent pas de valeurs de tolérance.
La capacité nominale est codée selon les normes de la CEI, la Commission électrotechnique internationale, qui regroupe les organismes nationaux de normalisation de 60 pays.
La norme CEI utilise des désignations :
- Codage à 3 chiffres. 2 chiffres au début - nombre de pF, troisième chiffre - nombre de zéros, 9 à la fin - indice inférieur à 10 pF, 0 à l'avant - pas plus de 1 pF. Code 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF ou 33 nF ou 0,033 µF. Le point décimal du code est remplacé par la lettre "R" pour en faciliter la lecture. R8=0.8 pF, 2R5 est 2.5 pF.
- 4 chiffres dans le marquage. Le dernier est le nombre de zéros. Les 3 premiers sont la valeur en pF. 3353 - 335000 pF, 335 nF ou 0,335 µF.
- Utilisation des lettres dans le code. La lettre µ correspond à µF, n à nanofarads, p à pF. 34p5 est 34.5 pF, 1µ5 est 1.5 µF.
- Les produits en céramique de Planer sont codés avec les lettres A-Z sur 2 registres et le chiffre indiquant le degré du nombre 10. K3 est de 2400 pF.
- Les produits électrolytiques CMS sont marqués de 2 façons : chiffres - capacité nominale en pF et près ou en 2ème ligne s'il y a de l'espace - valeur de la tension nominale ; lettre codant la tension et près de 3 chiffres, 2 définissent la capacité et le dernier - nombre de zéros. A205 signifie 10V et 2µF.
- Les produits pour montage en surface sont marqués d'un code de lettres et de chiffres : CA7 - 10 µF et 16 V.
- Les codes sont codifiés par la couleur du boîtier.
Le marquage CEI, les désignations nationales et le codage des marques rendent la mémorisation des codes inutile. Les concepteurs de matériel et les techniciens de réparation ont besoin de sources de référence.
Calcul par formules
Le calcul de la capacité nominale d'une cellule est nécessaire dans 2 cas :
- Les concepteurs d'équipements électroniques calculent ce paramètre lorsqu'ils créent des circuits.
- Les maîtres en l'absence de condensateurs de capacité et de capacité appropriées utilisent le calcul des éléments pour choisir parmi les pièces disponibles.
Les circuits RC sont calculés en utilisant la valeur de l'impédance - résistance complexe (Z). Ra - est la perte de courant due à l'échauffement des participants au circuit. Ri et Re - tiennent compte de l'influence de l'inductance et de la capacité des éléments. Aux bornes des résistances dans les circuits RC, la tension Up est inversement proportionnelle à Z.
La résistance thermique augmente le potentiel à la charge et la résistance réactive le diminue. Le fonctionnement des condensateurs à des fréquences supérieures à la résonance, lorsque la composante réactive de la résistance complexe augmente, entraîne des pertes de tension.
La fréquence de résonance est inversement proportionnelle à la capacité de stockage de la charge. A partir de la formule de détermination de Fp, calculez quelles valeurs de Cc (capacité du condensateur) sont nécessaires pour que le circuit fonctionne.
Pour calculer les circuits d'impulsion, on utilise la constante de temps du circuit, qui détermine l'effet de RC sur la structure de l'impulsion. Si la résistance du circuit et le temps de charge du condensateur sont connus, la capacité est calculée à partir de la formule de la constante de temps. La vérité du résultat est affectée par le facteur humain.
Les maîtres utilisent les connexions en parallèle et en série des condensateurs. Les formules de calcul sont inversées par rapport à celles des résistances.
Une connexion en série rend la capacité plus petite dans la connexion des éléments, un circuit parallèle additionne les valeurs.
Comment puis-je mesurer la capacité d'un condensateur avec un multimètre ?
Lors de la mesure du condensateur, celui-ci est d'abord déchargé en court-circuitant les bornes à l'aide d'un tournevis isolé sur la poignée. Si cela n'est pas fait, le multimètre à faible puissance tombera en panne.
La réponse à la question comment vérifier la capacité d'un condensateur avec un multimètre en mode "Cx" est la suivante :
- Activez le mode "Cx" et sélectionnez la limite de mesure - 2000 pF à 20 μF dans le compteur standard ;
- Insérez le condensateur dans les prises de l'instrument ou placez la sonde sur les broches du condensateur et lisez la valeur sur l'échelle de l'instrument.
À l'aide d'un ampèremètre ou d'un multimètre, déterminez s'il y a un court-circuit ou un circuit ouvert à l'intérieur du boîtier.
Le condensateur de polarité est connecté au circuit de l'appareil en tenant compte du sens du courant. Les électrodes du produit sont marquées par le fabricant. Un condensateur conçu pour des tensions de 1 à 3 V tombera en panne si le courant inverse est supérieur à la normale.
Le condensateur électrolytique polaire est dessoudé de la carte avant de mesurer les caractéristiques. Allumez le multimètre en mode de mesure de la résistance ou de test des semi-conducteurs. Placez les sondes sur les électrodes du condensateur polaire - plus vers plus, moins vers moins. Un condensateur défectueux présentera une augmentation régulière de la résistance. Au fur et à mesure que la charge progresse, le courant diminue, la CEM augmente et atteint la tension d'alimentation.
Un circuit ouvert dans un condensateur apparaîtra sur le multimètre comme une résistance infinie. L'appareil ne réagit pas ou la flèche sur l'analogique bouge à peine.
En cas de défaillance de l'élément, la valeur mesurée sera inférieure à la valeur nominale proportionnellement à l'ampleur de la défaillance.
Si l'on se demande comment mesurer la résistance série complexe ou équivalente (ESR) d'un condensateur avec un multimètre, il est problématique de le faire sans accessoire. Un condensateur présente des propriétés réactives aux courants de haute fréquence.
Autres méthodes de mesure
Le capacitomètre à condensateur est assemblé de vos propres mains selon les schémas des dispositifs à impulsions. Les séquences de circuits RC avec des résistances variables créent une série de signaux à fréquence échelonnée à la sortie du produit. Un multimètre est utilisé pour configurer l'unité avec laquelle l'accessoire doit être utilisé.
Un ensemble de condensateurs testés est connecté tour à tour à la conception et la précision de chaque sous-gamme est ajustée.
Un appareil de mesure de la capacité de cellules électrolytiques polaires réalisé de vos propres mains est schématiquement mis en œuvre et accordé dans le cadre d'un boîtier décodeur sans circuit oscillant. La sortie est une tension constante au lieu d'une tension d'impulsion.
Dans les compteurs de capacité numériques, l'alimentation électrique est très stable. Les paramètres "flottants" des éléments, à partir desquels le circuit est assemblé, donneront une erreur inacceptable pour la précision des mesures.
Des éléments logiques sont utilisés pour construire des sources de courant alternatif pulsé pour les mesures ESR.
Compteurs de capacité de condensateurs bon marché, appareils de type pont RLC avec fonction optionnelle de test de résistance SMD, chargeur secteur et écran LCD, eux-mêmes de la taille d'un doigt. Ils font office de système de métrologie professionnelle. Capable d'agir comme un capacimètre pour les condensateurs électrolytiques, polaires et variables.
Articles connexes :
