Kapacita je měřítkem schopnosti kondenzátoru ukládat náboje. Kapacita se měří ve faradech a je pojmenována po čestném členu Petrohradské univerzity, anglickém fyzikovi Michaelu Faradayovi.
Obsah
Co je kapacita?
Pokud odstraníte jediný elektrický vodič nekonečně daleko, vyloučíte vzájemné působení nabitých těles, pak se potenciál vzdáleného vodiče stane úměrným náboji. Ale u vodičů, které se liší velikostí, se potenciály neshodují.
Jednotkou SI kapacity pro kondenzátor je farad. Faktor úměrnosti se označuje písmenem C - jedná se o kapacitu, která je ovlivněna velikostí a vnější strukturou vodiče. Materiál, fázový stav látky elektrody nehraje roli - náboje jsou rozloženy na povrchu. Proto se v mezinárodních pravidlech ČGS kapacita neměří ve faradech, ale v centimetrech.
Osamělá koule o poloměru 9 milionů km (1400 poloměrů Země) obsahuje 1 farad.Samostatný vodivý prvek drží náboje v nedostatečném množství pro použití v technologii. Technologie 21. století je vytvořena kapacita kondenzátorů s jednotkami měření nad 1 farad.
Struktura alespoň 2 elektrod a separačního dielektrika je schopna akumulovat množství elektřiny potřebné pro provoz elektronických obvodů. V takovém provedení se pozitivní a negativní částice vzájemně přitahují a drží samy sebe. Dielektrikum mezi elektron-pozitronovým párem neumožňuje anihilaci. Tento stav nabití se nazývá vázaný.
Dříve se k měření elektrických veličin používalo objemné zařízení, které nebylo příliš přesné. Nyní už i začínající radioamatér ví, jak změřit kapacitu testerem.
Označení kondenzátorů
Pro přesný a bezpečný provoz je nutná znalost vlastností elektronických zařízení.
Určení kapacity kondenzátoru zahrnuje měření hodnoty pomocí přístrojů a čtení značek na pouzdru. Uvedené hodnoty a hodnoty získané během měření se liší. Je to dáno nedokonalostí výrobních technologií a provozními odchylkami parametrů (opotřebení, teplotní vlivy).
Jmenovitá kapacita a toleranční parametry jsou uvedeny na pouzdru. V domácích spotřebičích se používají zařízení s odchylkou do 20 %. V kosmickém průmyslu, vojenském vybavení a automatizaci nebezpečných objektů je povoleno rozložení charakteristik 5–10 %. Pracovní diagramy neobsahují toleranční hodnoty.
Jmenovitá kapacita je kódována podle norem IEC - Mezinárodní elektrotechnická komise, která sdružuje národní organizace podle norem 60 zemí.
Norma IEC používá označení:
- 3místné kódování. 2 znaky na začátku - počet pF, třetí - počet nul, 9 na konci - hodnota je menší než 10 pF, 0 vpředu - ne více než 1 pF. Kód 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF nebo 33 nF nebo 0,033 uF. Pro usnadnění čtení je desetinná čárka v kódu nahrazena písmenem „R“. R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 číslice v označení. Poslední je počet nul. 3 první - hodnota v pF. 3353 - 335000pF, 335nF nebo 0,335uF.
- Použití písmen v kódu. Písmeno µ je uF, n je nanofarad, p je pF. 34p5 - 34,5 pF, 1 u5 - 1,5 uF.
- Keramické výrobky kluzáků jsou kódovány písmeny A-Z ve 2 registrech a číslem udávajícím výkon 10. K3 - 2400 pF.
- Elektrolytická SMD zařízení jsou označena 2 způsoby: čísly - jmenovitá kapacita v pF a vedle nebo ve 2 řádcích, pokud je místo - hodnota jmenovitého napětí; písmeno kódující napětí a vedle 3 číslic 2 určují kapacitu a poslední - počet nul. A205 znamená 10V a 2uF.
- Produkty pro povrchovou montáž jsou označeny kódem písmen a číslic: CA7 - 10 uF a 16 V.
- Kódování - barva těla.
Značení IEC, národní označení a kódy značek dělají zapamatování kódů bezvýznamné. Návrháři hardwaru a opraváři vyžadují referenční zdroje.
Výpočet vzorce
Výpočet jmenovité kapacity prvku je vyžadován ve 2 případech:
- Konstruktéři elektronických zařízení počítají parametr při vytváření obvodů.
- Master při absenci kondenzátorů vhodného výkonu a kapacity použijí výpočet prvku k výběru z dostupných dílů.
RC obvody jsou vypočteny pomocí hodnoty impedance - komplexního odporu (Z). Ra je proudová ztráta pro vytápění účastníků okruhu. Ri a Re - zohledněte vliv indukčnosti a kapacity prvků. Na svorkách rezistoru v RC obvodu je napětí Ur nepřímo úměrné Z.
Tepelný odpor zvyšuje potenciál na zátěži a reaktivní jej snižuje. Provoz kondenzátoru při frekvencích nad rezonancí, kdy se zvyšuje jalová složka komplexního odporu, vede ke ztrátám napětí.
Rezonanční frekvence je nepřímo úměrná schopnosti ukládat náboj. Ze vzorce pro stanovení Fp se vypočítá, jaké hodnoty Sk (kapacita kondenzátoru) jsou potřebné pro provoz obvodu.
Pro výpočet pulzních obvodů se používá časová konstanta obvodu, která určuje vliv RC na pulzní strukturu. Pokud jsou známy odpor obvodu a doba nabíjení kondenzátoru, vypočítá se kapacita pomocí vzorce časové konstanty. Pravdivost výsledku je ovlivněna lidským faktorem.
Mastery využívají paralelní a sériové zapojení kondenzátorů. Výpočtové vzorce jsou inverzní k vzorcům pro rezistory.
Sériové zapojení snižuje kapacitu v zapojení prvků, paralelní obvod hodnoty sčítá.
Jak změřit kapacitu kondenzátoru pomocí multimetru?
Při měření parametrů se kondenzátor předběžně vybije uzavřením vývodů šroubovákem s izolací na rukojeti. Pokud tak neučiníte, multimetr s nízkým výkonem selže.
Odpověď na otázku, jak zkontrolovat kapacitu kondenzátoru pomocí multimetru s režimem "Cx" je následující:
- Zapněte režim "Cx" a vyberte limit měření - 2000 pF - 20 μF ve standardním zařízení;
- Vložte kondenzátor do zdířek v zařízení nebo připojte sondy ke svorkám kondenzátoru a podívejte se na hodnotu na stupnici zařízení.
Amperovoltmetr nebo multimetr určuje přítomnost zkratu nebo přerušení obvodu uvnitř pouzdra.
V obvodu zařízení je zahrnut polární kondenzátor, který zohledňuje směr proudu. Výrobci označují elektrody výrobku. Kondenzátor navržený pro napětí 1-3 V selže, pokud je zpětný proud vyšší než normální.
Před měřením charakteristik je polární elektrolytický kondenzátor odpájen z desky. Zapněte multimetr pro měření odporu nebo testování polovodičů. Přiložte sondy k elektrodám polárního kondenzátoru - plus do plus, mínus do mínus. Dobrá kapacita bude vykazovat hladký nárůst odporu. Jak se nabíjecí proud snižuje, EMF se zvyšuje a dosahuje napětí zdroje energie.
Přerušení v kondenzátoru bude na multimetru vypadat jako nekonečný odpor. Zařízení nereaguje nebo se ukazatel na analogové kopii sotva pohne.
Při poruše prvku neodpovídá naměřený parametr nominální hodnotě ve spodním směru, úměrně hodnotě poruchy.
Pokud se ptáte sami sebe, jak měřit komplexní nebo ekvivalentní sériový odpor (ESR kondenzátoru) pomocí multimetru, pak je problematické to udělat bez předpony. Kondenzátor vykazuje reaktivní vlastnosti při vysokofrekvenčním proudu.
Jiné metody měření
Kapacitní měřič kondenzátoru pro kutily je sestaven podle schémat pulzních zařízení. Sekvence RC obvodů s proměnnými rezistory vytváří na výstupu výrobku řadu signálů se skokovou změnou frekvence. Pro nastavení zařízení použijte multimetr, se kterým bude předpona použita.
Ke konstrukci je postupně připojena sada testovaných kondenzátorů a v každém dílčím rozsahu je nastavena přesnost provozu.
Udělejte si svůj vlastní kapacitní měřič pro polární elektrolytické články je schematicky implementován a konfigurován jako součást předpony bez oscilačního obvodu. Na výstupu je místo pulzního napětí konstantní napětí.
U digitálních kapacitních měřičů je napájení vysoce stabilní. "Plovoucí" parametry prvků, ze kterých je obvod sestaven, poskytnou chybu, která je nepřijatelná pro přesnost měření.
Na logických prvcích jsou vytvořeny zdroje střídavého pulzního proudu pro měření ESR.
Levné kapacitní měřiče kondenzátorů, jako jsou můstky RLC s doplňkovou funkcí testu odporu SMD, síťové nabíjení a LCD displej, mají samy o sobě velikost prstu. Plní funkce profesionálního metrologického komplexu. Schopný fungovat jako měřič kapacity pro elektrolytické kondenzátory, polární i proměnné.
Podobné články:
