Kapasitans er et mål på evnen til en kondensator til å lagre ladninger. Kapasitansen er målt i farad, oppkalt etter æresmedlemmet ved St. Petersburg University, den engelske fysikeren Michael Faraday.
Innhold
Hva er kapasitet?
Hvis du fjerner en enkelt elektrisk leder uendelig langt unna, utelukker påvirkning av ladede kropper på hverandre, vil potensialet til fjernlederen bli proporsjonalt med ladningen. Men for ledere som er forskjellige i størrelse, stemmer ikke potensialene.
SI-enheten for kapasitans for en kondensator er farad. Proporsjonalitetsfaktoren er betegnet med bokstaven C - dette er kapasitansen, som påvirkes av størrelsen og den ytre strukturen til lederen. Materialet, fasetilstanden til stoffet til elektroden spiller ingen rolle - ladningene er fordelt på overflaten. Derfor, i de internasjonale CGS-reglene, måles kapasitans ikke i farad, men i centimeter.
En enslig ball med en radius på 9 millioner km (1400 jordradier) inneholder 1 farad.Et eget ledende element holder ladninger i utilstrekkelige mengder for bruk i teknologi. Det 21. århundres teknologi kapasitans til kondensatorer med måleenheter over 1 farad opprettes.
En struktur på minst 2 elektroder og et separerende dielektrikum er i stand til å akkumulere mengden elektrisitet som kreves for driften av elektroniske kretser. I et slikt design blir positive og negative partikler gjensidig tiltrukket og holder seg. Dielektrikumet mellom elektron-positron-paret tillater ikke utslettelse. Denne ladetilstanden kalles bundet.
Tidligere ble det brukt klumpete utstyr som ikke var særlig nøyaktig for å måle elektriske størrelser. Nå vet selv en nybegynner radioamatør hvordan man måler kapasitansen med en tester.
Kondensatormerker
Kjenne til egenskapene til elektroniske enheter er nødvendig for nøyaktig og sikker drift.
Å bestemme kapasitansen til en kondensator inkluderer å måle verdien med instrumenter og lese markeringene på kassen. De angitte verdiene og de oppnådd under målinger er forskjellige. Dette er på grunn av ufullkommenhet i produksjonsteknologier og operasjonell variasjon av parametere (slitasje, temperatureffekter).
Parameterne for nominell kapasitans og toleranse er angitt på kabinettet. I husholdningsapparater brukes enheter med et avvik på opptil 20 %. I romindustrien, militært utstyr og automatisering av farlige gjenstander er en spredning av egenskaper på 5-10 % tillatt. Arbeidsdiagrammer inneholder ikke toleranseverdier.
Den nominelle kapasiteten er kodet i henhold til IEC-standarder - International Electrotechnical Commission, som samler nasjonale organisasjoner i henhold til standardene til 60 land.
IEC-standarden bruker notasjonen:
- 3-sifret koding. 2 tegn i begynnelsen - antall pF, den tredje - antall nuller, 9 på slutten - verdien er mindre enn 10 pF, 0 foran - ikke mer enn 1 pF. Kode 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF eller 33 nF, eller 0,033 uF. For å gjøre det enklere å lese, erstattes desimaltegnet i koden med bokstaven "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 siffer i markeringen. Den siste er antallet nuller. 3 først - verdi i pF. 3353 - 335000pF, 335nF eller 0,335uF.
- Bruke bokstaver i kode. Bokstaven µ er uF, n er nanofarad, p er pF. 34p5 - 34,5 pF, 1 µ5 - 1,5 µF.
- Glider keramiske produkter er kodet med bokstavene A-Z i 2 registre og et tall som indikerer kraften 10. K3 - 2400 pF.
- Elektrolytiske SMD-enheter er merket på 2 måter: tall - nominell kapasitans i pF og ved siden av eller i 2 linjer hvis det er plass - verdien av nominell spenning; bokstaven som koder for spenningen og ved siden av 3 sifre, 2 bestemmer kapasitansen, og den siste - antall nuller. A205 betyr 10V og 2uF.
- Overflatemonterte produkter er merket med en kode med bokstaver og tall: CA7 - 10 uF og 16 V.
- Kodinger - kroppsfarge.
IEC-merker, nasjonale betegnelser og merkekoder gjør huskekoder meningsløse. Maskinvaredesignere og reparatører krever referansekilder.
Formelberegning
Beregningen av elementets nominelle kapasitet er nødvendig i 2 tilfeller:
- Designere av elektronisk utstyr beregner parameteren når de lager kretser.
- Mestere i fravær av kondensatorer med passende kraft og kapasitet bruker beregningen av elementet for å velge fra de tilgjengelige delene.
RC-kretser beregnes ved å bruke impedansverdien - kompleks motstand (Z). Ra er strømtapet for oppvarming av kretsdeltakerne. Ri og Re - tar hensyn til påvirkningen av induktansen og kapasitansen til elementene. Ved terminalene til motstanden i RC-kretsen er spenningen Ur omvendt proporsjonal med Z.
Termisk motstand øker potensialet ved lasten, og reaktivt reduserer det. Driften av kondensatoren ved frekvenser over resonans, når den reaktive komponenten av den komplekse motstanden øker, fører til spenningstap.
Resonansfrekvensen er omvendt proporsjonal med evnen til å lagre ladning. Fra formelen for å bestemme Fp, beregnes det hvilke verdier av Sk (kondensatorkapasitans) som kreves for driften av kretsen.
For å beregne pulskretser brukes kretstidskonstanten, som bestemmer effekten av RC på pulsstrukturen. Hvis kretsmotstanden og ladetiden til kondensatoren er kjent, beregnes kapasitansen ved hjelp av tidskonstanten-formelen. Sannheten i resultatet er påvirket av den menneskelige faktoren.
Masters bruker parallell- og seriekoblinger av kondensatorer. Beregningsformlene er inverse til formlene for motstander.
En seriekobling gjør at kapasitansen blir mindre i koblingen av elementer, en parallellkrets summerer verdiene.
Hvordan måle kapasitansen til en kondensator med et multimeter?
Ved måling av parametere utlades kondensatoren foreløpig ved å lukke ledningene med en skrutrekker med isolasjon på håndtaket. Hvis dette ikke gjøres, vil multimeteret med lav effekt svikte.
Svaret på spørsmålet om hvordan du sjekker kapasitansen til en kondensator med et multimeter med "Cx" -modus er som følger:
- Slå på "Cx" -modus og velg målegrensen - 2000 pF - 20 μF i en standard enhet;
- Sett kondensatoren inn i kontaktene i enheten eller fest probene til terminalene på kondensatoren og se på verdien på enhetens skala.
Et amperovoltmeter eller multimeter bestemmer tilstedeværelsen av en kortslutning eller åpen krets inne i kabinettet.
En polar kondensator er inkludert i enhetens krets, tar hensyn til strømmens retning. Produsenter merker elektrodene til produktet. En kondensator designet for en spenning på 1-3 V vil svikte hvis reversstrømmen er høyere enn normalt.
Før måling av egenskapene, er den polare elektrolytiske kondensatoren uloddet fra brettet. Slå på multimeteret for å måle motstand eller teste halvledere. Påfør probene på elektrodene til den polare kondensatoren - pluss til pluss, minus til minus. En god kapasitans vil vise en jevn økning i motstand. Når ladestrømmen avtar, øker EMF og når spenningen til strømkilden.
En åpning i kondensatoren vil se ut som en uendelig motstand på multimeteret. Enheten vil ikke reagere eller pekeren på den analoge kopien vil knapt bevege seg.
Når elementet bryter sammen, tilsvarer den målte parameteren ikke den nominelle verdien i nedre retning, i forhold til sammenbruddsverdien.
Hvis du spør deg selv hvordan du måler den komplekse eller ekvivalente seriemotstanden (ESR til en kondensator) med et multimeter, så er det problematisk å gjøre dette uten et prefiks. Kondensatoren viser reaktive egenskaper ved høyfrekvent strøm.
Andre målemetoder
Gjør-det-selv kondensatorkapasitansmåler er satt sammen i henhold til skjemaene til pulsenheter. Sekvenser av RC-kretser med variable motstander skaper en serie signaler ved utgangen av produktet med en trinnvis endring i frekvens. For å sette opp enheten, bruk et multimeter som prefikset skal brukes med.
Et sett med testede kondensatorer kobles etter tur til strukturen, og operasjonsnøyaktigheten justeres i hvert underområde.
En gjør-det-selv kapasitansmåler for polare elektrolyseceller er skjematisk implementert og konfigurert som en del av et prefiks uten en oscillerende krets. Ved utgangen, i stedet for en pulserende spenning, er det en konstant spenning.
I digitale kapasitansmålere er strømforsyningen svært stabil. "Flytende" parametere til elementene som kretsen er satt sammen fra vil gi en feil som er uakseptabel for målenøyaktighet.
På logiske elementer opprettes kilder til vekselpulsstrøm for måling av ESR.
Rimelige kondensatorkapasitansmålere, som RLC-broenheter med en ekstra SMD-motstandstestfunksjon, nettlading og LCD-skjerm, er selv på størrelse med en finger. De utfører funksjonene til et profesjonelt metrologisk kompleks. Kan fungere som kapasitansmåler for elektrolytiske kondensatorer, både polare og variable.
Lignende artikler:
