Kapacitet je mjera sposobnosti kondenzatora da pohrani naboje. Kapacitet se mjeri u faradima, nazvan po počasnom članu Sveučilišta St. Petersburg, engleskom fizičaru Michaelu Faradayu.
Sadržaj
Što je kapacitet?
Ako uklonite jedan električni vodič beskonačno daleko, isključite utjecaj nabijenih tijela jedno na drugo, tada će potencijal udaljenog vodiča postati proporcionalan naboju. Ali za vodiče koji se razlikuju po veličini, potencijali se ne podudaraju.
SI jedinica kapacitivnosti za kondenzator je farad. Faktor proporcionalnosti označen je slovom C - to je kapacitet, na koji utječu veličina i vanjska struktura vodiča. Materijal, fazno stanje tvari elektrode ne igra ulogu - naboji su raspoređeni po površini. Stoga se u međunarodnim pravilima CGS-a kapacitet ne mjeri u faradima, već u centimetrima.
Usamljena kugla polumjera 9 milijuna km (1400 Zemljinih radijusa) sadrži 1 farad.Zasebni vodljivi element drži naboje u nedovoljnim količinama za korištenje u tehnologiji. Tehnologija 21. stoljeća stvara se kapacitet kondenzatora s mjernim jedinicama iznad 1 farada.
Struktura od najmanje 2 elektrode i odvajajućeg dielektrika sposobna je akumulirati količinu električne energije potrebnu za rad elektroničkih sklopova. U takvom dizajnu pozitivne i negativne čestice se međusobno privlače i drže. Dielektrik između para elektron-pozitron ne dopušta anihilaciju. Ovo stanje naboja naziva se vezano.
Prije se za mjerenje električnih veličina koristila glomazna oprema koja nije bila baš točna. Sada čak i početnik radio-amater zna izmjeriti kapacitivnost testerom.
Oznake kondenzatora
Poznavanje karakteristika elektroničkih uređaja potrebno je za točan i siguran rad.
Određivanje kapaciteta kondenzatora uključuje mjerenje vrijednosti instrumentima i očitavanje oznaka na kućištu. Navedene vrijednosti i one dobivene tijekom mjerenja razlikuju se. To je zbog nesavršenosti proizvodnih tehnologija i operativnih varijacija parametara (trošenje, temperaturni učinci).
Nazivni kapacitet i parametri tolerancije navedeni su na kućištu. U kućanskim aparatima koriste se uređaji s odstupanjem do 20%. U svemirskoj industriji, vojnoj opremi i automatizaciji opasnih objekata dopušteno je širenje karakteristika od 5-10%. Radni dijagrami ne sadrže vrijednosti tolerancije.
Nazivni kapacitet je kodiran prema standardima IEC-a - Međunarodne elektrotehničke komisije, koja okuplja nacionalne organizacije prema standardima 60 zemalja.
IEC standard koristi oznaku:
- 3-znamenkasto kodiranje. 2 znaka na početku - broj pF, treći - broj nula, 9 na kraju - vrijednost je manja od 10 pF, 0 ispred - ne više od 1 pF. Šifra 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF ili 33 nF, ili 0,033 uF. Radi lakšeg čitanja, decimalna točka u kodu je zamijenjena slovom "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 znamenke u oznaci. Posljednji je broj nula. 3 prva - vrijednost u pF. 3353 - 335000pF, 335nF ili 0,335uF.
- Korištenje slova u kodu. Slovo µ je uF, n je nanofarad, p je pF. 34p5 - 34,5 pF, 1µ5 - 1,5 µF.
- Keramički proizvodi za jedrilice kodirani su slovima A-Z u 2 registra i brojem koji označava snagu od 10. K3 - 2400 pF.
- Elektrolitički SMD uređaji se označavaju na 2 načina: brojevima - nazivni kapacitet u pF i pored ili u 2 reda ako ima mjesta - vrijednost nazivnog napona; slovo koje kodira napon i pored 3 znamenke, 2 određuju kapacitet, a posljednje - broj nula. A205 znači 10V i 2uF.
- Proizvodi za površinsku montažu označeni su kodom slova i brojeva: CA7 - 10 uF i 16 V.
- Kodiranja - boja tijela.
IEC oznake, nacionalne oznake i kodovi marki čine memoriranje kodova besmislenim. Dizajneri hardvera i serviseri zahtijevaju referentne izvore.
Izračun formule
Izračun nazivnog kapaciteta elementa potreban je u 2 slučaja:
- Dizajneri elektroničke opreme izračunavaju parametar prilikom stvaranja sklopova.
- Majstori u nedostatku kondenzatora odgovarajuće snage i kapaciteta koriste izračun elementa za odabir između dostupnih dijelova.
RC krugovi se izračunavaju pomoću vrijednosti impedancije - kompleksnog otpora (Z). Ra je gubitak struje za grijanje sudionika kruga. Ri i Re - uzimaju u obzir utjecaj induktiviteta i kapaciteta elemenata. Na stezaljkama otpornika u RC krugu napon Ur je obrnuto proporcionalan Z.
Toplinski otpor povećava potencijal na opterećenju, a reaktivni ga smanjuje. Rad kondenzatora na frekvencijama iznad rezonantnih, kada se reaktivna komponenta kompleksnog otpora povećava, dovodi do gubitaka napona.
Frekvencija rezonancije obrnuto je proporcionalna sposobnosti pohranjivanja naboja. Iz formule za određivanje Fp izračunava se koje su vrijednosti Sk (kapacitivnost kondenzatora) potrebne za rad kruga.
Za proračun impulsnih krugova koristi se vremenska konstanta kruga, koja određuje učinak RC-a na strukturu impulsa. Ako su otpor kruga i vrijeme punjenja kondenzatora poznati, kapacitivnost se izračunava pomoću formule vremenske konstante. Na istinitost rezultata utječe ljudski faktor.
Masters koriste paralelne i serijske veze kondenzatora. Izračunske formule su inverzne formulama za otpornike.
Serijski spoj čini kapacitet manjim u spoju elemenata, paralelni krug zbraja vrijednosti.
Kako izmjeriti kapacitet kondenzatora s multimetrom?
Prilikom mjerenja parametara, kondenzator se preliminarno prazni zatvaranjem vodova odvijačem s izolacijom na ručki. Ako se to ne učini, multimetar male snage neće uspjeti.
Odgovor na pitanje kako provjeriti kapacitet kondenzatora s multimetrom s "Cx" načinom je sljedeći:
- Uključite način rada "Cx" i odaberite granicu mjerenja - 2000 pF - 20 μF u standardnom uređaju;
- Umetnite kondenzator u utičnice na uređaju ili pričvrstite sonde na terminale kondenzatora i pogledajte vrijednost na skali uređaja.
Ampervoltmetar ili multimetar utvrđuje prisutnost kratkog spoja ili otvorenog kruga unutar kućišta.
Polarni kondenzator je uključen u krug uređaja, uzimajući u obzir smjer struje. Proizvođači označavaju elektrode proizvoda. Kondenzator dizajniran za napon od 1-3 V neće uspjeti ako je obrnuta struja veća od normalne.
Prije mjerenja karakteristika, polarni elektrolitički kondenzator se odlemi od ploče. Uključite multimetar za mjerenje otpora ili testiranje poluvodiča. Nanesite sonde na elektrode polarnog kondenzatora - plus na plus, minus na minus. Dobar kapacitet će pokazati glatko povećanje otpora. Kako se struja punjenja smanjuje, EMF se povećava i doseže napon izvora napajanja.
Otvoren u kondenzatoru izgledat će kao beskonačan otpor na multimetru. Uređaj neće reagirati ili će se pokazivač na analognoj kopiji jedva pomicati.
Kada se element pokvari, izmjereni parametar ne odgovara nazivnoj vrijednosti u donjem smjeru, proporcionalno vrijednosti kvara.
Ako se zapitate kako izmjeriti složeni ili ekvivalentni serijski otpor (ESR kondenzatora) multimetrom, onda je problematično to učiniti bez prefiksa. Kondenzator pokazuje reaktivna svojstva pri visokofrekventnoj struji.
Druge metode mjerenja
Kondenzatorski mjerač kapaciteta "uradi sam" sastavljen je prema shemama impulsnih uređaja. Sekvence RC krugova s promjenjivim otpornicima stvaraju niz signala na izlazu proizvoda s postupnom promjenom frekvencije. Za postavljanje uređaja koristite multimetar s kojim će se koristiti prefiks.
Skup testiranih kondenzatora spojen je redom na strukturu i točnost rada se podešava u svakom podrasponu.
Kapacitivni mjerač kapaciteta za polarne elektrolitičke ćelije "uradi sam" shematski je implementiran i konfiguriran kao dio prefiksa bez oscilatornog kruga. Na izlazu, umjesto impulsnog napona, postoji konstantan napon.
U digitalnim mjeračima kapaciteta, napajanje je vrlo stabilno. "Plutajući" parametri elemenata od kojih je sklop sastavljen dat će pogrešku koja je neprihvatljiva za točnost mjerenja.
Na logičkim elementima stvaraju se izvori izmjenične impulsne struje za mjerenje ESR.
Jeftini mjerači kapacitivnosti kondenzatora, kao što su RLC bridge uređaji s dodatnom funkcijom ispitivanja otpornosti SMD, mrežnim punjenjem i LCD zaslonom, sami su veličine prsta. Obavljaju funkcije profesionalnog mjeriteljskog kompleksa. Može djelovati kao mjerač kapaciteta za elektrolitičke kondenzatore, polarne i varijabilne.
Slični članci:
