A kapacitás a kondenzátor töltéstároló képességének mértéke. A kapacitást faradokban mérik, a Szentpétervári Egyetem tiszteletbeli tagjáról, Michael Faraday angol fizikusról nevezték el.
Tartalom
Mi a kapacitás?
Ha egyetlen elektromos vezetőt végtelenül távol távolít el, kizárja a töltött testek egymásra gyakorolt hatását, akkor a távoli vezető potenciálja arányos lesz a töltéssel. De a különböző méretű vezetőknél a potenciálok nem egyeznek.
A kondenzátor kapacitásának SI mértékegysége a farad. Az arányossági tényezőt C betű jelöli - ez a kapacitás, amelyet a vezető mérete és külső szerkezete befolyásol. Az elektróda anyaga, fázisállapota nem játszik szerepet - a töltések a felületen oszlanak el. Ezért a nemzetközi CGS-szabályokban a kapacitást nem faradban, hanem centiméterben mérik.
Egy 9 millió km sugarú (1400 földsugár) magányos labda 1 farádot tartalmaz.Egy külön vezető elem nem elegendő mennyiségű töltést tart a technológiai felhasználáshoz. A 21. század technológiája 1 farad feletti mértékegységű kondenzátorok kapacitása jön létre.
A legalább 2 elektródából és egy elválasztó dielektrikumból álló szerkezet képes felhalmozni az elektronikus áramkörök működéséhez szükséges villamos energia mennyiségét. Egy ilyen kialakításban a pozitív és negatív részecskék kölcsönösen vonzódnak, és megtartják magukat. Az elektron-pozitron pár közötti dielektrikum nem teszi lehetővé az annihilációt. Ezt a töltési állapotot kötöttnek nevezzük.
Korábban terjedelmes, nem túl pontos berendezéseket használtak az elektromos mennyiségek mérésére. Most még egy kezdő rádióamatőr is tudja, hogyan kell mérni a kapacitást egy teszterrel.
Kondenzátor jelölések
Az elektronikus eszközök jellemzőinek ismerete szükséges a pontos és biztonságos működéshez.
A kondenzátor kapacitásának meghatározása magában foglalja az érték műszerekkel történő mérését és a házon lévő jelölések leolvasását. A feltüntetett és a mérések során kapott értékek különböznek. Ennek oka a gyártási technológiák tökéletlensége és a paraméterek (kopás, hőmérsékleti hatások) működési változása.
A névleges kapacitás és a tolerancia paraméterei a tokon vannak feltüntetve. A háztartási készülékekben legfeljebb 20%-os eltérésű eszközöket használnak. Az űriparban, a katonai felszerelésekben és a veszélyes objektumok automatizálásában a jellemzők 5-10%-os elterjedése megengedett. A munkadiagramok nem tartalmaznak tűrésértékeket.
A névleges kapacitás az IEC szabványok szerint van kódolva - a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság, amely 60 ország szabványai szerint egyesíti a nemzeti szervezeteket.
Az IEC szabvány a következő jelölést használja:
- 3 számjegyű kódolás. 2 karakter az elején - a pF száma, a harmadik - a nullák száma, 9 a végén - az érték kisebb, mint 10 pF, előtte 0 - legfeljebb 1 pF. Kód: 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF vagy 33 nF, vagy 0,033 uF. A könnyebb olvashatóság érdekében a kódban a tizedesvesszőt az "R" betű váltja fel. R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 számjegy a jelölésben. Az utolsó a nullák száma. 3 első - érték pF-ben. 3353 - 335000pF, 335nF vagy 0,335uF.
- Betűk használata a kódban. A µ betű uF, n nanofarad, p pF. 34p5-34,5 pF, 1µ5-1,5 µF.
- A siklókerámia termékek 2 regiszterben A-Z betűkkel és 10. K3 - 2400 pF teljesítményt jelző számmal vannak kódolva.
- Az elektrolitikus SMD készülékek jelölése kétféleképpen történik: számok - névleges kapacitás pF-ben és mellette vagy 2 sorban, ha van hely - a névleges feszültség értéke; a feszültséget kódoló betű és a 3 számjegy mellett 2 határozza meg a kapacitást, az utolsó pedig a nullák számát. Az A205 10V-ot és 2uF-ot jelent.
- A felületre szerelhető termékek betűkből és számokból álló kóddal vannak jelölve: CA7 - 10 uF és 16 V.
- Kódolások - test színe.
Az IEC-jelölések, a nemzeti megjelölések és a márkakódok értelmetlenné teszik a kódok memorizálását. A hardvertervezőknek és -javítóknak referenciaforrásokra van szükségük.
Képlet számítás
Az elem névleges kapacitásának kiszámítása 2 esetben szükséges:
- Az elektronikus berendezések tervezői kiszámítják a paramétert az áramkörök létrehozásakor.
- A megfelelő teljesítményű és kapacitású kondenzátorok hiányában a mesterek az elem számításával választanak a rendelkezésre álló alkatrészek közül.
Az RC áramkörök kiszámítása a komplex ellenállás (Z) impedancia értékével történik. Ra az áram vesztesége a kör résztvevőinek fűtéséhez. Ri és Re - figyelembe veszi az elemek induktivitásának és kapacitásának befolyását. Az RC áramkör ellenállásának kivezetésein az Ur feszültség fordítottan arányos Z-vel.
A hőellenállás növeli a potenciált a terhelésnél, a reaktív pedig csökkenti. A kondenzátor működése a rezonancia feletti frekvencián, amikor a komplex ellenállás reaktív komponense nő, feszültségveszteséghez vezet.
A rezonancia frekvencia fordítottan arányos a töltés tárolási képességével. Az Fp meghatározására szolgáló képletből kiszámítják, hogy milyen Sk (kondenzátorkapacitás) értékek szükségesek az áramkör működéséhez.
Az impulzusáramkörök kiszámításához az áramköri időállandót használják, amely meghatározza az RC hatását az impulzusszerkezetre. Ha ismert az áramköri ellenállás és a kondenzátor töltési ideje, akkor a kapacitás kiszámítása az időállandó képlettel történik. Az eredmény igazságát az emberi tényező befolyásolja.
A mesterek a kondenzátorok párhuzamos és soros csatlakozásait használják. A számítási képletek fordítottak az ellenállások képleteivel.
Soros kapcsolás csökkenti a kapacitást az elemek bekötésénél, a párhuzamos áramkör összegzi az értékeket.
Hogyan mérjük meg a kondenzátor kapacitását multiméterrel?
A paraméterek mérésekor a kondenzátort előzetesen kisütjük, ha a vezetékeket csavarhúzóval lezárjuk, a fogantyún szigetelt. Ha ez nem történik meg, az alacsony fogyasztású multiméter meghibásodik.
A válasz arra a kérdésre, hogy hogyan kell ellenőrizni a kondenzátor kapacitását egy multiméterrel a "Cx" módban, a következő:
- Kapcsolja be a "Cx" módot, és válassza ki a mérési határt - 2000 pF - 20 μF szabványos eszközben;
- Helyezze be a kondenzátort a készülékben lévő aljzatokba, vagy csatlakoztassa a szondákat a kondenzátor kivezetéseire, és nézze meg az értéket a készülék skáláján.
Az ampervoltmérő vagy multiméter meghatározza a rövidzárlat vagy szakadás jelenlétét a házon belül.
A készülék áramkörében egy poláris kondenzátor található, figyelembe véve az áram irányát. A gyártók megjelölik a termék elektródáit. Az 1-3 V feszültségre tervezett kondenzátor meghibásodik, ha a fordított áram nagyobb a normálnál.
A karakterisztika mérése előtt a poláris elektrolit kondenzátort leforrasztjuk a tábláról. Kapcsolja be a multimétert az ellenállás méréséhez vagy a félvezetők teszteléséhez. Helyezze a szondákat a poláris kondenzátor elektródáira - pluszt pluszba, mínusz mínuszba. A jó kapacitás egyenletes ellenállásnövekedést mutat. A töltőáram csökkenésével az EMF növekszik, és eléri az áramforrás feszültségét.
A kondenzátor szakadása végtelen ellenállásnak tűnik a multiméteren. Az eszköz nem válaszol, vagy az analóg másolat mutatója alig mozdul.
Az elem tönkremenetelénél a mért paraméter nem felel meg a névleges értéknek alsó irányban, a bontási érték arányában.
Ha felteszi magának a kérdést, hogyan kell megmérni a komplex vagy azzal egyenértékű soros ellenállást (a kondenzátor ESR-jét) multiméterrel, akkor ezt előtag nélkül nehéz megtenni. A kondenzátor reaktív tulajdonságokat mutat nagyfrekvenciás áram mellett.
Egyéb mérési módszerek
A "csináld magad" kondenzátor kapacitásmérőjét az impulzuskészülékek sémái szerint szerelik össze. A változó ellenállású RC áramkörök sorozatai a termék kimenetén jelsorozatot hoznak létre, fokozatos frekvenciaváltással. Az eszköz beállításához használjon multimétert, amellyel az előtagot használni fogja.
Egy sor tesztelt kondenzátor csatlakozik a szerkezethez, és a működési pontosság minden altartományban beállítható.
A poláris elektrolit cellákhoz való barkácsolási kapacitásmérő sematikusan egy rezgőkör nélküli előtag részeként van megvalósítva és konfigurálva. A kimeneten impulzus feszültség helyett állandó feszültség van.
A digitális kapacitásmérőknél a tápellátás rendkívül stabil. Azon elemek „lebegő” paraméterei, amelyekből az áramkör össze van szerelve, olyan hibát adnak, amely elfogadhatatlan a mérési pontosság szempontjából.
A logikai elemeken váltakozó impulzus áramforrások jönnek létre az ESR mérésére.
Az olcsó kondenzátorkapacitás-mérők, mint például az RLC-híd eszközök további SMD-ellenállásteszttel, hálózati töltéssel és LCD-kijelzővel, maguk is ujjnyi méretűek. Professzionális metrológiai komplexum feladatait látják el. Poláros és változó elektrolit kondenzátorok kapacitásmérőjeként is használható.
Hasonló cikkek:
