Kapacitāte ir kondensatora spējas saglabāt lādiņu mērvienība. Kapacitāti mēra farados, kas nosaukts angļu fiziķa Maikla Faradejas vārdā, kurš ir Sanktpēterburgas Universitātes goda loceklis.
Saturs
Kas ir kapacitāte?
Ja noņemam vienu elektrības vadītāju bezgalīgi tālu un novēršam uzlādētu ķermeņu savstarpējo ietekmi, noņemtā vadītāja potenciāls kļūst proporcionāls lādiņam. Taču dažāda izmēra vadītājiem nav vienāda potenciāla.
Kondensatora kapacitātes mērvienība SI sistēmā ir farads. Proporcionalitātes koeficientu apzīmē ar burtu C, kas ir kapacitāte, kuru ietekmē vadītāja izmērs un ārējā struktūra. Elektroda materiālam, vielas fāžu stāvoklim nav nozīmes - lādiņi sadalās uz virsmas. Tāpēc starptautiskajos GHS noteikumos kapacitāti mēra nevis farados, bet gan centimetros.
Atsevišķā lodē, kuras rādiuss ir 9 miljoni km (1400 Zemes rādiusu), ir 1 farads. Viens vadošs elements satur lādiņus nepietiekamā daudzumā, lai tos varētu izmantot tehniskiem lietojumiem. Saskaņā ar 21. gadsimta tehnoloģijām. Tiek radīta kondensatoru kapacitāte, kuras vienības ir lielākas par 1 faradu.
Struktūra, kas sastāv no vismaz 2 elektrodiem un nošķiroša dielektriķa, var uzglabāt elektronisko shēmu darbināšanai nepieciešamo elektroenerģijas daudzumu. Šajā konstrukcijā pozitīvās un negatīvās daļiņas ir savstarpēji pievilktas un turas viena pie otras. Dielektriķis starp elektronu un pozitronu pāri novērš anihilāciju. Šādu lādiņa stāvokli sauc par saistītu.
Agrāk elektrisko lielumu mērīšanai tika izmantotas apgrūtinošas iekārtas, kuru precizitāte nebija liela. Tagad pat iesācējs radioamatieris zina, kā izmērīt kapacitāti ar testeri.
Marķējums uz kondensatoriem
Lai nodrošinātu precīzu un drošu ekspluatāciju, ir svarīgi zināt elektronisko ierīču īpašības.
Nosakot kondensatora ietilpību, ar instrumentu mēra vērtību un nolasa marķējumu uz korpusa. Atzīmētās vērtības atšķiras no izmērītajām vērtībām. Tas ir saistīts ar nepilnīgiem ražošanas paņēmieniem un ekspluatācijas svārstībām (nodilums, temperatūras ietekme).
Nominālā jauda un pielaides parametri ir norādīti uz korpusa. Mājsaimniecības ierīces izmanto ierīces ar novirzi līdz pat 20 %. Kosmosa, militārajos un bīstamos apgabalos ir pieļaujama 5-10% pielaide. Darbības ķēdēs nav iekļautas nekādas pielaides vērtības.
Nominālā jauda ir kodēta saskaņā ar IEC standartiem - Starptautiskās Elektrotehniskās komisijas, kas apvieno 60 valstu nacionālās standartizācijas organizācijas.
IEC standarts izmanto apzīmējumus:
- 3 ciparu kods. 2 cipari sākumā - pF skaits, trešais cipars - nullīšu skaits, 9 beigās - vērtējums mazāks par 10 pF, 0 priekšā - ne vairāk par 1 pF. Kods 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF jeb 33 nF jeb 0,033 µF. Lai kodu būtu vieglāk nolasīt, decimāldaļu aizstāj ar burtu "R". R8=0,8 pF, 2R5 ir 2,5 pF.
- 4 cipari marķējumā. Pēdējais ir nullīšu skaits. Pirmie 3 ir vērtība pF. 3353 - 335000 pF, 335 nF vai 0,335 µF.
- Burtu lietošana kodā. Burts µ ir µF, n ir nanofarads, p ir pF. 34p5 ir 34,5 pF, 1µ5 ir 1,5 µF.
- Ēvelēšanas keramikas izstrādājumi ir kodēti ar burtiem A-Z 2 reģistros un skaitli, kas apzīmē skaitļa pakāpi 10. K3 ir 2400 pF.
- Elektrolītiskie SMD izstrādājumi tiek marķēti divējādi: cipari - nominālā kapacitāte pF un blakus vai 2. rindā, ja ir vieta - nominālā sprieguma vērtība; burts, kas kodē spriegumu un blakus 3 cipari, 2 nosaka kapacitāti un pēdējais - nullīšu skaitu. A205 nozīmē 10 V un 2 µF.
- Virsmas montāžas izstrādājumi ir marķēti ar burtu un ciparu kodu: CA7 - 10 µF un 16 V.
- Kodus kodē pēc korpusa krāsas.
IEC marķējums, valstu apzīmējumi un zīmolu kodēšana padara kodu atcerēšanos bezjēdzīgu. Aparatūras projektētājiem un remonta tehniķiem ir nepieciešami atsauces avoti.
Aprēķins pēc formulām
Šūnas nominālās ietilpības aprēķins ir jāveic 2 gadījumos:
- Elektronisko iekārtu projektētāji aprēķina šo parametru, veidojot shēmas.
- Ja nav piemērotas jaudas un kapacitātes kondensatoru, izmantojiet elementu aprēķinu, lai izvēlētos no pieejamajām daļām.
RC ķēdes aprēķina, izmantojot impedances vērtību - komplekso pretestību (Z). Ra - ir strāvas zudumi ķēdes dalībnieku sildīšanas dēļ. Ri un Re - ņem vērā elementu induktivitātes un kapacitātes ietekmi. Pie rezistoru spailēm RC ķēdēs spriegums Up ir apgriezti proporcionāls Z.
Termiskā pretestība palielina potenciālu pie slodzes, bet reaktīvā pretestība to samazina. Kondensatora darbība frekvencēs virs rezonanses, kad palielinās kompleksās pretestības reaktīvā komponente, rada sprieguma zudumus.
Rezonanses frekvence ir apgriezti proporcionāla spējai uzglabāt lādiņu. Pēc Fp noteikšanas formulas aprēķiniet, kādas Cc (kondensatora ietilpības) vērtības ir nepieciešamas, lai ķēde varētu darboties.
Lai aprēķinātu impulsu ķēdes, tiek izmantota ķēdes laika konstante, kas nosaka RC ietekmi uz impulsa struktūru. Ja ir zināma ķēdes pretestība un kondensatora uzlādes laiks, kapacitāti aprēķina pēc laika konstantes formulas. Rezultātu patiesumu ietekmē cilvēciskais faktors.
Meistari izmanto kondensatoru paralēlos un sērijveida savienojumus. Aprēķinu formulas ir pretējas tām, kas attiecas uz rezistoriem.
Sērijveida savienojums samazina kapacitāti elementu savienojumā, paralēlajā ķēdē vērtības summējas.
Kā ar multimetru izmērīt kondensatora kapacitāti?
Veicot kondensatora mērījumus, kondensatoru vispirms izlādē, savienojot spailes kopā ar izolētu skrūvgriezi uz roktura. Ja tas netiks izdarīts, zemas jaudas multimetrs nedarbosies.
Atbilde uz jautājumu, kā pārbaudīt kondensatora kapacitāti ar multimetru ar "Cx" režīmu, ir šāda:
- Ieslēdziet "Cx" režīmu un izvēlieties mērīšanas robežu - 2000 pF līdz 20 μF standarta mērītājā;
- Ievietojiet kondensatoru instrumenta kontaktligzdās vai novietojiet zondi uz kondensatora kontaktiem un nolasiet vērtību uz instrumenta skalas.
Izmantojot ampērsprieguma mērītāju vai multimetru, noskaidrojiet, vai korpusa iekšpusē ir īssavienojums vai vaļējs savienojums.
Polaritātes kondensatoru pievieno ierīces ķēdē, ņemot vērā strāvas virzienu. Izstrādājuma elektrodus marķē ražotājs. Kondensators, kas paredzēts 1 līdz 3 V spriegumam, neizdosies, ja apgrieztā strāva būs lielāka nekā parasti.
Pirms raksturlielumu mērīšanas polāro elektrolītisko kondensatoru atlīmē no plates. Ieslēdziet multimetru pretestības mērīšanas vai pusvadītāju testa režīmā. Novietojiet zondes uz polārā kondensatora elektrodiem - no plusa uz plusu, no mīnusa uz mīnusu. Bojāts kondensators uzrādīs vienmērīgu pretestības palielināšanos. Uzlādes gaitā strāva samazinās, elektromagnētiskais spriegums palielinās un sasniedz barošanas spriegumu.
Ja kondensatorā ir atvērta ķēde, multimetrs parādīsies kā bezgalīga pretestība. Ierīce nereaģē vai analogā bultiņa tik tikko kustas.
Ja elements sabojājas, izmērītā vērtība būs mazāka par nominālo vērtību proporcionāli bojājuma lielumam.
Ja rodas jautājums, kā ar multimetru izmērīt kondensatora komplekso vai ekvivalento virknes pretestību (ESR), to ir problemātiski izdarīt bez piestiprinājuma. Kondensatoram piemīt reaktīvās īpašības pie augstfrekvences strāvām.
Citas mērīšanas metodes
Kondensatora kapacitātes mērītājs ar savām rokām ir samontēts saskaņā ar impulsa ierīces shēmām. RC ķēdes ar mainīgiem rezistoriem rada virkni frekvences pakāpju signālu uz izstrādājuma izejas. Lai iestatītu ierīci, ar kuru tiks izmantots stiprinājums, izmanto multimetru.
Testēto kondensatoru komplekts tiek secīgi pieslēgts konstrukcijai, un katra apakšapgabala precizitāte tiek regulēta.
Polāro elektrolītisko elementu ietilpības mērītājs ar savām rokām ir shematiski īstenots un noregulēts kā daļa no televizora pierīces bez svārstību ķēdes. Izejas spriegums ir konstants spriegums, nevis impulsa spriegums.
Digitālajos jaudas mērītājos barošanas avots ir ļoti stabils. Elementu "peldošie" parametri, no kuriem ir samontēta shēma, radīs nepieņemamu kļūdu mērījumu precizitātei.
Loģiskie elementi tiek izmantoti, lai izveidotu impulsu maiņstrāvas avotus ESR mērījumiem.
Lēti kondensatoru jaudas mērītāji, RLC tilta tipa ierīces ar papildu SMD pretestības testa funkciju, strāvas lādētāju un LCD displeju, kas ir pirksta lieluma. Tās darbojas kā profesionāla metroloģijas sistēma. Spēj darboties kā elektrolītisko kondensatoru (gan polāro, gan mainīgo) kapacitātes mērītājs.
Saistītie raksti:
