Kapasitansi adalah ukuran kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan. Kapasitansi diukur dalam farad, setelah fisikawan Inggris Michael Faraday, anggota kehormatan Universitas St. Petersburg.
Isi
Apa itu kapasitansi?
Jika Anda melepaskan satu konduktor listrik yang sangat jauh dan mengecualikan pengaruh benda bermuatan satu sama lain, potensi konduktor yang dilepas menjadi sebanding dengan muatan. Tetapi konduktor yang berbeda ukurannya tidak memiliki potensial yang sama.
Satuan kapasitas kapasitor dalam SI adalah farad. Koefisien proporsionalitas dilambangkan dengan huruf C, yang merupakan kapasitansi yang dipengaruhi oleh ukuran dan struktur luar konduktor. Bahan, keadaan fase zat elektroda tidak berperan - muatan didistribusikan di permukaan. Oleh karena itu, dalam aturan internasional GHS, kapasitansi tidak diukur dalam farad, tetapi dalam sentimeter.
Sebuah bola soliter dengan radius 9 juta km (1400 radius Bumi) berisi 1 farad. Elemen konduktif tunggal menahan muatan dalam jumlah yang tidak mencukupi untuk aplikasi teknis. Menurut teknologi abad ke-21.kapasitor dengan unit lebih tinggi dari 1 farad dibuat.
Struktur minimal 2 elektroda dan dielektrik pemisah mampu menyimpan jumlah listrik yang dibutuhkan untuk rangkaian elektronik. Dalam struktur seperti itu partikel positif dan negatif saling tertarik dan menahan diri. Dielektrik antara pasangan elektron-positron mencegah pemusnahan. Keadaan muatan seperti itu disebut terikat.
Sebelumnya, untuk mengukur besaran listrik, digunakan peralatan rumit yang belum diketahui keakuratannya. Sekarang, bahkan seorang amatir radio pemula tahu cara mengukur kapasitansi dengan penguji.
Tanda kapasitor
Mengetahui karakteristik perangkat elektronik diperlukan untuk pengoperasian yang akurat dan aman.
Menentukan kapasitas kapasitor melibatkan pengukuran nilai dengan instrumen dan membaca tanda pada casing. Nilai berlabel dan nilai terukur berbeda. Hal ini disebabkan oleh teknik manufaktur yang tidak sempurna dan variasi operasional (keausan, efek suhu).
Kapasitas terukur dan parameter toleransi ditunjukkan pada rumahan. Peralatan rumah tangga menggunakan perangkat dengan deviasi hingga 20%. Dalam industri luar angkasa, peralatan militer, dan dalam otomatisasi benda-benda berbahaya, variasi karakteristik 5-10% diperbolehkan. Sirkuit operasi tidak mengandung nilai toleransi.
Nilai kapasitansi dikodekan menurut standar IEC, Komisi Elektroteknik Internasional, yang menyatukan organisasi standar nasional dari 60 negara.
Standar IEC menggunakan notasi:
- pengkodean 3 digit. 2 digit di awal adalah jumlah pF, yang ketiga adalah jumlah nol, 9 di akhir adalah peringkat kurang dari 10 pF, 0 di depan tidak lebih dari 1 pF. Kode 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF atau 33 nF atau 0,033 F.Titik desimal dalam kode diganti dengan huruf "R" agar lebih mudah dibaca. R8=0,8 pF, 2R5 adalah 2,5 pF.
- 4 digit dalam tanda. Yang terakhir adalah jumlah nol. 3 yang pertama adalah nilai dalam pF. 3353 - 335000 pF, 335 nF atau 0,335 F.
- Penggunaan huruf dalam kode. Huruf adalah F, n adalah nanofarad, p adalah pF. 34p5 adalah 34,5 pF, 1µ5 adalah 1,5 F.
- Produk keramik planer diberi kode huruf A-Z dalam 2 register dan angka yang menunjukkan derajat angka 10. K3 adalah 2400 pF.
- Produk SMD elektrolit ditandai dengan 2 cara: digit - kapasitansi pengenal dalam pF dan di sebelah atau di baris ke-2 jika ruang - nilai tegangan pengenal; tegangan pengkodean huruf dan di sebelah 3 digit, 2 menentukan kapasitansi, dan yang terakhir - jumlah nol. A205 berarti 10 V dan 2 F.
- Produk pemasangan permukaan ditandai dengan kode huruf dan angka: CA7 - 10 F dan 16 V.
- Coding adalah dengan warna kandang.
Penandaan IEC, penunjukan nasional, dan kode merek membuat kode menghafal menjadi tidak berarti. Perancang perangkat keras dan teknisi perbaikan memerlukan sumber referensi.
Perhitungan dengan rumus
Perhitungan nilai kapasitansi sel diperlukan dalam 2 kasus:
- Desainer peralatan elektronik menghitung parameter saat membuat sirkuit.
- Master, dengan tidak adanya kapasitor dengan kapasitas dan kapasitas yang sesuai, gunakan perhitungan sel untuk memilih dari bagian yang tersedia.
Sirkuit RC dihitung menggunakan nilai impedansi - resistansi kompleks (Z). Ra - kehilangan arus pada pemanasan anggota sirkuit. Ri dan Re - memperhitungkan pengaruh induktansi dan kapasitansi elemen. Pada terminal resistor pada rangkaian RC tegangan Up berbanding terbalik dengan Z.
Resistansi termal meningkatkan potensi pada beban dan resistansi reaktif menurunkannya.Operasi kapasitor pada frekuensi di atas resonansi, ketika komponen reaktif dari resistansi kompleks meningkat, menyebabkan kerugian tegangan.
Frekuensi resonansi berbanding terbalik dengan kemampuan mengakumulasi muatan. Dari rumus untuk menentukan Fp, hitung berapa nilai Cc (kapasitas kapasitor) yang diperlukan untuk rangkaian tersebut.
Untuk menghitung rangkaian pulsa, konstanta waktu rangkaian digunakan, yang menentukan efek RC pada struktur pulsa. Jika Anda mengetahui resistansi rangkaian dan waktu pengisian kapasitor, gunakan rumus konstanta waktu untuk menghitung kapasitansi. Kebenaran hasil dipengaruhi oleh faktor manusia.
Master menggunakan koneksi paralel dan seri kapasitor. Rumus untuk menghitung adalah kebalikan dari untuk resistor.
Sambungan seri membuat kapasitansi lebih kecil dalam sambungan elemen, rangkaian paralel menjumlahkan nilainya.
Bagaimana mengukur kapasitansi kapasitor dengan multimeter?
Saat mengukur parameter, kapasitor pertama kali dilepaskan dengan menutup terminal di antara mereka dengan obeng berinsulasi pada pegangan. Jika ini tidak dilakukan, multimeter berdaya rendah akan gagal.
Jawaban atas pertanyaan tentang cara memeriksa kapasitansi kapasitor dengan multimeter dengan mode "Cx" adalah sebagai berikut:
- Nyalakan mode "Cx" dan pilih batas pengukuran - 2000 pF hingga 20 F dalam meter standar;
- Masukkan kapasitor ke dalam soket di instrumen atau pasang probe ke pin kapasitor dan lihat nilainya pada skala instrumen.
Gunakan ammeter atau multimeter untuk menentukan apakah ada korsleting atau korsleting di dalam casing.
Kapasitor kutub termasuk dalam rangkaian perangkat, dengan mempertimbangkan arah arus. Elektroda produk diberi label oleh produsen. Kapasitor yang dirancang untuk tegangan 1-3 V akan gagal jika arus balik lebih tinggi dari biasanya.
Sebelum Anda mengukur karakteristiknya, kapasitor elektrolit polar tidak disolder dari papan. Nyalakan multimeter dalam pengukuran resistansi atau mode uji semikonduktor. Tempatkan probe ke elektroda kapasitor kutub - plus ke plus, minus ke minus. Kapasitor yang rusak akan menunjukkan peningkatan resistansi yang mulus. Saat Anda mengisi daya, arus berkurang, EMF meningkat dan mencapai tegangan catu daya.
Putusnya kapasitor akan terlihat seperti hambatan tak terbatas pada multimeter. Perangkat tidak akan merespons atau panah pada salinan analog hampir tidak akan bergerak.
Jika elemen gagal, parameter yang diukur tidak sesuai dengan nilai nominal dengan cara yang lebih kecil, sebanding dengan besarnya kerusakan.
Jika Anda bertanya-tanya bagaimana mengukur resistansi seri kompleks atau setara (ESR kapasitor) dengan multimeter, itu bermasalah untuk melakukannya tanpa ruang lingkup. Sebuah kapasitor menunjukkan sifat reaktif pada arus frekuensi tinggi.
Cara lain untuk mengukur
Pengukur kapasitansi kapasitor dengan tangan Anda sendiri dirakit sesuai dengan skema perangkat pulsa. Urutan rangkaian RC dengan resistor variabel membuat serangkaian sinyal pada output produk dengan langkah perubahan frekuensi. Untuk menyesuaikan perangkat, gunakan multimeter, yang dengannya perangkat akan digunakan.
Satu set kapasitor yang diuji dihubungkan secara bergantian ke desain dan menyesuaikan akurasi operasi di setiap subrange.
Pengukur kapasitas elemen elektrolitik kutub dengan tangan Anda sendiri secara skematis diimplementasikan dan disetel sebagai bagian dari dekoder tanpa sirkuit berosilasi. Pada output, bukan tegangan berdenyut adalah tegangan konstan.
Dalam meter kapasitansi digital, catu daya sangat stabil. Parameter "mengambang" dari elemen tempat rangkaian dirakit akan memberikan kesalahan yang tidak dapat diterima untuk keakuratan pengukuran.
Pada elemen logis, sumber arus bolak-balik berdenyut dibuat untuk pengukuran ESR.
Perangkat pengukur kapasitansi kapasitor murah, perangkat tipe jembatan RLC dengan fungsi tambahan untuk memeriksa resistor SMD, pengisian jaringan dan layar kristal cair, sendiri seukuran jari. Bertindak sebagai kompleks metrologi profesional. Mampu bertindak sebagai pengukur kapasitansi untuk kapasitor elektrolit, baik polar maupun variabel.
Artikel terkait:
