A capacitância é uma medida da capacidade de um condensador para armazenar cargas. A capacitância é medida em farads, com o nome do físico inglês Michael Faraday, membro honorário da Universidade de São Petersburgo.
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O que é a capacitância?
Se removermos um único condutor eléctrico infinitamente distante e eliminarmos a influência de corpos carregados uns sobre os outros, o potencial do condutor removido torna-se proporcional à carga. Mas os condutores de tamanhos diferentes não têm o mesmo potencial.
A unidade de capacitância de um condensador no SI é o farad. O coeficiente de proporcionalidade é denotado pela letra C, que é a capacitância afectada pela dimensão e estrutura externa do condutor. O material, o estado de fase da substância do eléctrodo não desempenha um papel - as cargas são distribuídas na superfície. Por conseguinte, nas regras internacionais do GHS, a capacidade não é medida em faradas mas em centímetros.
Uma bola solitária com um raio de 9 milhões de km (1400 raios de terra) contém 1 farad. Um único elemento condutor suporta encargos em quantidades insuficientes para aplicações técnicas. De acordo com a tecnologia do século XXI. É criada a capacidade de condensadores com unidades superiores a 1 farad.
Uma estrutura constituída por um mínimo de 2 eléctrodos e um dieléctrico separador pode armazenar a quantidade de electricidade necessária para operar circuitos electrónicos. Nesta construção as partículas positivas e negativas sentem-se atraídas mutuamente e prendem-se umas às outras. O dieléctrico entre o par electrão-positrão impede a aniquilação. Tal estado de carga é chamado de "bound bound".
Anteriormente, para medir quantidades eléctricas, era utilizado equipamento pesado que não era conhecido pela sua precisão. Agora, até um novato radioamador sabe como medir a capacidade com um testador.
A marcação nos condensadores
O conhecimento das características dos dispositivos electrónicos é essencial para um funcionamento preciso e seguro.
A determinação da capacidade de um condensador envolve a medição do valor com um instrumento e a leitura das marcações na caixa. Os valores marcados diferem dos valores medidos. Isto é devido a técnicas de produção imperfeitas e variações operacionais (desgaste, efeitos de temperatura).
A capacidade nominal e os parâmetros de tolerância são indicados na caixa. Os electrodomésticos utilizam dispositivos com um desvio até 20%. Em aplicações espaciais, militares e em áreas perigosas, é permitida uma tolerância de 5-10%. Os circuitos de funcionamento não contêm quaisquer valores de tolerância.
A capacidade nominal é codificada de acordo com as normas IEC, a Comissão Electrotécnica Internacional, que une as organizações nacionais de normalização em 60 países.
A norma IEC utiliza designações:
- Codificação de 3 dígitos. 2 dígitos no início - número de pF, terceiro dígito - número de zeros, 9 no fim - classificação inferior a 10 pF, 0 na frente - não mais de 1 pF. Código 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF ou 33 nF ou 0,033 µF. O ponto decimal no código é substituído pela letra "R" para facilitar a sua leitura. R8=0,8 pF, 2R5 é 2,5 pF.
- 4 dígitos na marcação. O último é o número de zeros. Os 3 primeiros são o valor em pF. 3353 - 335000 pF, 335 nF ou 0,335 µF.
- Utilização de letras no código. A letra µ é µF, n é nanofarads, p é pF. 34p5 é 34,5 pF, 1µ5 é 1,5 µF.
- Os produtos de cerâmica Planer são codificados com as letras A-Z em 2 registos e o número que denota o grau do número 10. K3 é 2400 pF.
- Os produtos electrolíticos SMD são marcados de 2 maneiras: dígitos - capacitância nominal em pF e próxima ou segunda linha se houver espaço disponível - valor da tensão nominal; tensão de codificação de letras e próximos 3 dígitos, 2 definem a capacitância e o último - número de zeros. A205 significa 10V e 2µF.
- Os produtos de montagem à superfície são marcados com um código de letras e números: CA7 - 10 µF e 16 V.
- Os códigos são codificados pela cor do recinto.
A marcação IEC, as designações nacionais e a codificação da marca não fazem com que os códigos não façam sentido. Os designers de hardware e os técnicos de reparação precisam de fontes de referência.
Cálculo por fórmulas
O cálculo da capacidade nominal de uma célula é necessário em 2 casos:
- Os projectistas de equipamento electrónico calculam o parâmetro ao criar circuitos.
- Masters na ausência de condensadores de capacidade adequada e capacidade utilizam o cálculo do elemento para seleccionar a partir das peças disponíveis.
Os circuitos RC são calculados utilizando o valor da impedância - resistência complexa (Z). Ra - é a perda de corrente devido ao aquecimento dos participantes do circuito. Ri e Re - ter em conta a influência da indutância e da capacidade dos elementos. Nos terminais da resistência nos circuitos RC a tensão Up é inversamente proporcional a Z.
A resistência térmica aumenta o potencial na carga e a resistência reactiva diminui-a. O funcionamento do condensador em frequências acima da ressonância, quando a componente reactiva da resistência complexa aumenta, leva a perdas de tensão.
A frequência da ressonância é inversamente proporcional à capacidade de armazenar carga. A partir da fórmula para determinar Fp, calcular quais os valores de Cc (capacidade do condensador) necessários para que o circuito funcione.
Para calcular os circuitos de impulso, é utilizada a constante de tempo do circuito, que determina o efeito do RC na estrutura do impulso. Se a resistência do circuito e o tempo de carga do condensador forem conhecidos, a capacitância é calculada a partir da fórmula da constante de tempo. A verdade do resultado é afectada pelo factor humano.
Os mestres utilizam ligações paralelas e em série de condensadores. As fórmulas de cálculo são o inverso das fórmulas para as resistências.
Uma ligação em série torna a capacidade menor na ligação dos elementos, um circuito paralelo adiciona os valores.
Como posso medir a capacitância de um condensador com um multímetro?
Ao medir um condensador, o condensador é primeiro descarregado através de um curto-circuito dos terminais juntamente com uma chave de fendas isolada na pega. Se isto não for feito, o multímetro de baixa potência falhará.
A resposta à questão de como verificar a capacidade de um condensador com um multímetro com modo "Cx" é a seguinte:
- Ligar o modo "Cx" e seleccionar o limite de medição - 2000 pF a 20 μF no contador padrão;
- Inserir o condensador nas tomadas do instrumento ou colocar a sonda nos pinos do condensador e ler o valor na escala do instrumento.
Utilizando um amperímetro ou multímetro, determinar se existe um curto-circuito ou um circuito aberto no interior do invólucro.
O condensador de polaridade é ligado ao circuito do aparelho, tendo em conta a direcção da corrente. Os eléctrodos do produto são marcados pelo fabricante. Um condensador concebido para tensões de 1 a 3 V falhará se a corrente inversa for superior à normal.
O condensador electrolítico polar não é soldado da placa antes de medir as características. Ligar o multímetro em modo de medição de resistência ou teste de semicondutores. Colocar as sondas nos eléctrodos do condensador polar - mais para mais, menos para menos. Um condensador defeituoso irá mostrar um aumento suave da resistência. À medida que a carga avança, a corrente diminui, o FME aumenta e atinge a tensão de alimentação.
Um circuito aberto num condensador irá aparecer no multímetro como uma resistência infinita. O dispositivo não reagirá ou a seta na peça analógica mal se moverá.
Se o elemento falhar, o valor medido ficará aquém do valor nominal em proporção à magnitude da avaria.
Se nos perguntarmos como medir a resistência em série complexa ou equivalente (ESR de um condensador) com um multímetro, é problemático fazê-lo sem um acessório. Um condensador exibe propriedades reactivas em correntes de alta frequência.
Outros métodos de medição
O capacitómetro de condensador com as suas próprias mãos é montado de acordo com esquemas de dispositivos de pulso. As sequências de circuitos RC com resistências variáveis criam uma série de sinais escalonados de frequência à saída do produto. Um multímetro é utilizado para montar a unidade com a qual o acessório deve ser utilizado.
Um conjunto de condensadores testados é ligado por sua vez ao desenho e a exactidão de cada sub-gama é ajustada.
Um medidor de capacidade de célula electrolítica polar com as suas próprias mãos é esquematicamente implementado e sintonizado como parte de um set-top box sem um circuito oscilante. A saída é uma tensão constante em vez de uma tensão de pulso.
Nos medidores de capacidade digital a fonte de alimentação é altamente estável. Os parâmetros "flutuantes" dos elementos, a partir dos quais o circuito é montado, darão um erro inaceitável para a precisão das medições.
Os elementos lógicos são utilizados para construir fontes de corrente AC pulsada para medições de ESR.
Condensadores de capacidade económica, dispositivos do tipo ponte RLC com função opcional de teste de resistência SMD, carga de rede e visor LCD, eles próprios do tamanho de um dedo. Actuam como um sistema de metrologia profissional. Capaz de agir como um capacitómetro para condensadores electrolíticos, tanto polares como variáveis.
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