A kapacitás a kondenzátor töltéstároló képességének mérőszáma. A kapacitást farádban mérik, és Michael Faraday angol fizikusról, a Szentpétervári Egyetem tiszteletbeli tagjáról nevezték el.
Tartalom
Mi a kapacitás?
Ha egyetlen elektromos vezetőt végtelen messzire eltávolítunk, és megszüntetjük a töltött testek egymásra gyakorolt hatását, akkor az eltávolított vezető potenciálja arányos lesz a töltéssel. A különböző méretű vezetők azonban nem azonos potenciállal rendelkeznek.
A kondenzátor kapacitásának mértékegysége az SI-ben a farad. Az arányossági együtthatót C betűvel jelöljük, amely a vezető mérete és külső szerkezete által befolyásolt kapacitás. Az elektród anyagának anyaga, fázisállapota nem játszik szerepet - a töltések a felületen oszlanak el. Ezért a GHS nemzetközi szabályai szerint a kapacitást nem farádban, hanem centiméterben mérik.
Egy 9 millió km (1400 földi sugár) sugarú magányos gömb 1 faradot tartalmaz. Egyetlen vezetőképes elem a műszaki alkalmazásokhoz nem elegendő mennyiségű töltést tartalmaz. A 21. század technológiájának megfelelően. 1 faradnál nagyobb egységű kondenzátorok jönnek létre.
Egy legalább 2 elektródából és egy elválasztó dielektrikumból álló szerkezet képes tárolni az elektronikus áramkörök működtetéséhez szükséges villamos energiát. Ebben a konstrukcióban a pozitív és negatív részecskék kölcsönösen vonzzák egymást, és megtartják egymást. Az elektron-pozitron pár közötti dielektrikum megakadályozza az annihilációt. Az ilyen töltési állapotot kötöttnek nevezzük.
Korábban az elektromos mennyiségek mérésére nehézkes, nem a pontosságáról ismert berendezéseket használtak. Most már még egy kezdő rádióamatőr is tudja, hogyan kell mérni a kapacitást egy teszterrel.
A kondenzátorok jelölése
Az elektronikus eszközök jellemzőinek ismerete elengedhetetlen a pontos és biztonságos működéshez.
A kondenzátor kapacitásának meghatározása magában foglalja az érték műszerrel történő mérését és a házon lévő jelölések leolvasását. A megjelölt értékek eltérnek a mért értékektől. Ennek oka a tökéletlen gyártási technikák és a működési eltérések (kopás, hőmérséklethatások).
A névleges kapacitás és a tűrési paraméterek a házon vannak feltüntetve. A háztartási készülékek akár 20%-os eltéréssel használnak eszközöket. Az űrtechnikai, katonai és veszélyes területeken történő automatizálási alkalmazásokban 5-10%-os tűrés megengedett. A működési áramkörök nem tartalmaznak tűrésértékeket.
A névleges teljesítményt a 60 ország nemzeti szabványügyi szervezeteit tömörítő Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) szabványai szerint kódolják.
Az IEC szabvány megnevezést használ:
- 3 számjegyű kódolás. 2 számjegy az elején - a pF száma, harmadik számjegy - a nullák száma, 9 a végén - 10 pF-nél kisebb érték, 0 az elején - legfeljebb 1 pF. Kód 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF vagy 33 nF vagy 0,033 µF. A kódban a tizedespontot az "R" betű váltja fel a könnyebb olvashatóság érdekében. R8=0,8 pF, 2R5 2,5 pF.
- 4 számjegy a jelölésben. Az utolsó a nullák száma. Az első 3 érték pF-ben van megadva. 3353 - 335000 pF, 335 nF vagy 0,335 µF.
- A betűk használata a kódban. A µ betű µF, n nanofarad, p pF. 34p5 34,5 pF, 1µ5 1,5 µF.
- A gyalukerámia termékek kódja az A-Z betűkkel 2 regiszterben és a 10-es számmal jelöli a fokot. K3 2400 pF.
- Az elektrolitikus SMD termékek jelölése 2 módon történik: számjegyek - névleges kapacitás pF-ben, és mellette vagy a 2. sorban, ha van hely - névleges feszültségérték; betű kódolja a feszültséget és mellette 3 számjegy, 2 határozza meg a kapacitást és az utolsó - a nullák száma. Az A205 10V-ot és 2µF-et jelent.
- A felületre szerelt termékeket betűkből és számokból álló kóddal jelölik: CA7 - 10 µF és 16 V.
- A kódok a burkolat színe szerint vannak kódolva.
Az IEC-jelölés, a nemzeti megnevezések és a márkakódolás értelmetlenné teszi a kódok megjegyzését. A hardvertervezőknek és a javítási szakembereknek referenciaforrásokra van szükségük.
Számítás képletekkel
A cellák névleges kapacitásának kiszámítására 2 esetben van szükség:
- Az elektronikus berendezések tervezői az áramkörök létrehozásakor számítják ki a paramétert.
- A mesterek megfelelő kapacitású és kapacitású kondenzátorok hiányában az elemszámítás segítségével válasszanak a rendelkezésre álló alkatrészek közül.
Az RC-áramköröket az impedanciaérték - komplex ellenállás (Z) - segítségével számítják ki. Ra - az áramkör résztvevőinek melegedése miatti áramveszteség. Ri és Re - figyelembe veszi az elemek induktivitásának és kapacitásának hatását. Az RC-áramkörökben az ellenállásvégeken a feszültség Up fordítottan arányos a Z-vel.
A termikus ellenállás növeli a terhelésen lévő potenciált, a reaktív ellenállás pedig csökkenti azt. A kondenzátor működése rezonancia feletti frekvenciákon, amikor a komplex ellenállás reaktív komponense megnő, feszültségveszteségekhez vezet.
A rezonancia frekvenciája fordítottan arányos a töltés tárolási képességével. Az Fp meghatározására szolgáló képletből számítsa ki, hogy az áramkör működéséhez milyen Cc (kondenzátorkapacitás) értékekre van szükség.
Az impulzusáramkörök kiszámításához az áramkör időállandóját használják, amely meghatározza az RC hatását az impulzus szerkezetére. Ha az áramkör ellenállása és a kondenzátor töltési ideje ismert, a kapacitást az időállandó képletéből számolhatjuk ki. Az eredmény igazságát az emberi tényező befolyásolja.
A mesterek kondenzátorok párhuzamos és soros kapcsolásait használják. A számítási képletek az ellenállásokéval ellentétesek.
A soros kapcsolás kisebbé teszi a kapacitást az elemek összekapcsolásában, a párhuzamos áramkör pedig összeadja az értékeket.
Hogyan tudom megmérni egy kondenzátor kapacitását multiméterrel?
A kondenzátor mérésekor a kondenzátort először úgy kell kisütni, hogy a kapcákat egy szigetelt csavarhúzóval rövidre zárja a fogantyún. Ha ez nem történik meg, a kis teljesítményű multiméter meghibásodik.
A válasz arra a kérdésre, hogy hogyan ellenőrizze a kondenzátor kapacitását egy "Cx" üzemmódú multiméterrel, a következő:
- Kapcsolja be a "Cx" üzemmódot, és válassza ki a mérési határértéket - 2000 pF és 20 μF között a szabványos mérőműszerben;
- Helyezze a kondenzátort a műszer foglalatába, vagy helyezze a szondát a kondenzátor csapjaira, és olvassa le az értéket a műszer skáláján.
Egy ampermérő vagy multiméter segítségével állapítsa meg, hogy van-e rövidzárlat vagy nyitott áramkör a burkolaton belül.
A polaritáskondenzátor az áram irányának figyelembevételével csatlakozik a készülék áramköréhez. A termék elektródáit a gyártó jelöli. Az 1-3 V-os feszültségre tervezett kondenzátor meghibásodik, ha a fordított áram a normálisnál nagyobb.
A poláris elektrolitkondenzátort a jellemzők mérése előtt leforrasztjuk a tábláról. Kapcsolja be a multimétert ellenállásmérés vagy félvezető teszt üzemmódban. Helyezze a szondákat a polárkondenzátor elektródáira - plusz a pluszhoz, mínusz a mínuszhoz. A hibás kondenzátor egyenletes ellenállásnövekedést mutat. A töltés előrehaladtával az áram csökken, az EMF nő, és eléri a tápfeszültséget.
Egy kondenzátorban lévő nyitott áramkör a multiméteren végtelen ellenállásként jelenik meg. A készülék nem reagál, vagy az analóg nyíl alig mozog.
Ha az elem meghibásodik, a mért érték a hiba nagyságával arányosan kisebb mértékben nem egyezik meg a névleges értékkel.
Ha valaki arra kíváncsi, hogyan mérje meg egy kondenzátor komplex vagy egyenértékű soros ellenállását (ESR) multiméterrel, akkor ez problémás, ha nincs hozzá tartozék. A kondenzátor nagyfrekvenciás áramoknál reaktív tulajdonságokat mutat.
Egyéb mérési módszerek
A kondenzátor kapacitásmérő saját kezűleg van összeszerelve az impulzus eszköz sémák szerint. A változtatható ellenállásokkal ellátott RC-áramkörök sorozata a termék kimenetén frekvenciafokozatú jelek sorozatát hozza létre. Egy multimétert használnak annak a készüléknek a beállításához, amellyel a tartozékot használni kívánják.
A tesztelt kondenzátorok egy sorát sorban csatlakoztatjuk a konstrukcióhoz, és az egyes részterületek pontosságát állítjuk be.
Egy saját kezű polárelektrolitikus cellás kapacitásmérő sematikusan megvalósított és hangolt, rezgőkör nélküli set-top box részeként. A kimenet impulzusfeszültség helyett állandó feszültség.
A digitális teljesítménymérőkben a tápellátás rendkívül stabil. Az elemek "lebegő" paraméterei, amelyekből az áramkört összeállítják, elfogadhatatlan hibát adnak a mérések pontosságára.
A logikai elemeket az ESR mérésekhez használt impulzusos váltakozóáramú áramforrások létrehozására használják.
Olcsó kondenzátor kapacitásmérők, RLC híd típusú készülékek opcionális SMD ellenállás teszt funkcióval, hálózati töltővel és LCD kijelzővel, maguk is ujjnyi méretűek. Professzionális mérőrendszerként működnek. Alkalmas poláris és változó poláros elektrolitkondenzátorok kapacitásmérőjeként való működésre.
Kapcsolódó cikkek:
