Kapacitivnost je merilo sposobnosti kondenzatorja za shranjevanje nabojev. Kapacitivnost se meri v faradih, poimenovanih po častnem članu Univerze v Sankt Peterburgu, angleškem fiziku Michaelu Faradayju.
Vsebina
Kaj je zmogljivost?
Če odstranite en sam električni prevodnik neskončno daleč, izključite vpliv nabitih teles drug na drugega, potem bo potencial oddaljenega prevodnika postal sorazmeren z nabojem. Toda za prevodnike, ki se razlikujejo po velikosti, se potenciali ne ujemajo.
Enota SI kapacitivnosti za kondenzator je farad. Faktor sorazmernosti je označen s črko C - to je kapacitivnost, na katero vplivata velikost in zunanja struktura prevodnika. Material, fazno stanje snovi elektrode ne igra vloge - naboji se porazdelijo po površini. Zato se v mednarodnih pravilih CGS kapacitivnost ne meri v faradih, temveč v centimetrih.
Osamljena krogla s polmerom 9 milijonov km (1400 zemeljskih polmerov) vsebuje 1 farad.Ločen prevodni element zadržuje naboje v nezadostnih količinah za uporabo v tehnologiji. Tehnologija 21. stoletja ustvari se kapacitivnost kondenzatorjev z merskimi enotami nad 1 farad.
Struktura iz vsaj 2 elektrod in ločilnega dielektrika je sposobna akumulirati količino električne energije, ki je potrebna za delovanje elektronskih vezij. V takšni zasnovi se pozitivni in negativni delci medsebojno privlačijo in držijo. Dielektrik med parom elektron-pozitron ne dopušča anihilacije. To stanje naboja se imenuje vezano.
Prej so za merjenje električnih veličin uporabljali obsežno opremo, ki ni bila zelo natančna. Zdaj celo začetni radioamater ve, kako izmeriti kapacitivnost s testerjem.
Oznake kondenzatorjev
Za natančno in varno delovanje je potrebno poznavanje značilnosti elektronskih naprav.
Določanje kapacitivnosti kondenzatorja vključuje merjenje vrednosti z instrumenti in branje oznak na ohišju. Navedene vrednosti in vrednosti, pridobljene med meritvami, se razlikujejo. To je posledica nepopolnosti proizvodnih tehnologij in operativnih variacij parametrov (obraba, temperaturni učinki).
Nazivna kapacitivnost in tolerančni parametri so navedeni na ohišju. V gospodinjskih aparatih se uporabljajo naprave z odstopanjem do 20%. V vesoljski industriji, vojaški opremi in avtomatizaciji nevarnih predmetov je dovoljeno širjenje lastnosti 5-10%. Delovni diagrami ne vsebujejo tolerančnih vrednosti.
Nazivna zmogljivost je kodirana po standardih IEC - Mednarodna elektrotehnična komisija, ki združuje nacionalne organizacije po standardih 60 držav.
Standard IEC uporablja zapis:
- 3-mestno kodiranje. 2 znaka na začetku - število pF, tretji - število ničel, 9 na koncu - vrednost je manjša od 10 pF, 0 spredaj - ne več kot 1 pF. Koda 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF ali 33 nF ali 0,033 uF. Zaradi lažjega branja se decimalna vejica v kodi nadomesti s črko "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 števke v oznaki. Zadnja je število ničel. 3 prva - vrednost v pF. 3353 - 335000pF, 335nF ali 0,335uF.
- Uporaba črk v kodi. Črka µ je uF, n je nanofarad, p je pF. 34p5 - 34,5 pF, 1µ5 - 1,5 µF.
- Keramični izdelki za jadralce so kodirani s črkami A-Z v 2 registrih in številko, ki označuje moč 10. K3 - 2400 pF.
- Elektrolitske SMD naprave so označene na 2 načina: s številkami - nazivna kapacitivnost v pF in poleg ali v 2 vrsticih, če je prostor - vrednost nazivne napetosti; črka, ki kodira napetost in poleg 3 števk, 2 določata kapacitivnost, in zadnja - število ničel. A205 pomeni 10V in 2uF.
- Izdelki za površinsko montažo so označeni s kodo črk in številk: CA7 - 10 uF in 16 V.
- Kodiranja - barva telesa.
Oznake IEC, nacionalne oznake in kode blagovnih znamk naredijo pomnjenje kod nesmiselno. Oblikovalci strojne opreme in serviserji potrebujejo referenčne vire.
Izračun formule
Izračun nazivne zmogljivosti elementa je potreben v dveh primerih:
- Oblikovalci elektronske opreme izračunajo parameter pri ustvarjanju vezij.
- Mojstri v odsotnosti kondenzatorjev ustrezne moči in zmogljivosti uporabljajo izračun elementa za izbiro med razpoložljivimi deli.
RC vezja so izračunana z uporabo vrednosti impedance - kompleksni upor (Z). Ra je trenutna izguba za ogrevanje udeležencev kroga. Ri in Re - upoštevata vpliv induktivnosti in kapacitivnosti elementov. Na sponkah upora v vezju RC je napetost Ur obratno sorazmerna z Z.
Toplotni upor poveča potencial pri obremenitvi, reaktivni pa ga zmanjša. Delovanje kondenzatorja pri frekvencah nad resonančnimi, ko se reaktivna komponenta kompleksnega upora poveča, vodi do izgub napetosti.
Resonančna frekvenca je obratno sorazmerna zmožnosti shranjevanja naboja. Iz formule za določanje Fp se izračuna, katere vrednosti Sk (kapacitivnost kondenzatorja) so potrebne za delovanje vezja.
Za izračun impulznih vezij se uporablja časovna konstanta vezja, ki določa učinek RC na strukturo impulza. Če sta znana upornost vezja in čas polnjenja kondenzatorja, se kapacitivnost izračuna po formuli časovne konstante. Na resničnost rezultata vpliva človeški faktor.
Mojstri uporabljajo vzporedne in zaporedne povezave kondenzatorjev. Formule za izračun so inverzne formulam za upore.
Serijska povezava zmanjša kapacitivnost pri povezovanju elementov, vzporedno vezje sešteje vrednosti.
Kako izmeriti kapacitivnost kondenzatorja z multimetrom?
Pri merjenju parametrov se kondenzator predhodno izprazni tako, da se kabli zaprejo z izvijačem z izolacijo na ročaju. Če tega ne storite, multimeter z nizko porabo ne bo uspel.
Odgovor na vprašanje, kako preveriti kapacitivnost kondenzatorja z multimetrom z načinom "Cx", je naslednji:
- Vklopite način "Cx" in v standardni napravi izberite mejo meritve - 2000 pF - 20 μF;
- Kondenzator vstavite v vtičnice v napravi ali pritrdite sonde na sponke kondenzatorja in si oglejte vrednost na skali naprave.
Ampervoltmeter ali multimeter določa prisotnost kratkega stika ali odprtega tokokroga v ohišju.
V vezje naprave je vključen polarni kondenzator ob upoštevanju smeri toka. Proizvajalci označujejo elektrode izdelka. Kondenzator, zasnovan za napetost 1-3 V, ne bo uspel, če je povratni tok višji od običajnega.
Pred merjenjem lastnosti se polarni elektrolitski kondenzator odspajka s plošče. Vklopite multimeter za merjenje upora ali testiranje polprevodnikov. Nanesite sonde na elektrode polarnega kondenzatorja - plus na plus, minus na minus. Dobra kapacitivnost bo pokazala gladko povečanje upora. Ko se polnilni tok zmanjša, se EMF poveča in doseže napetost vira energije.
Odprtost v kondenzatorju bo videti kot neskončen upor na multimetru. Naprava se ne bo odzvala ali pa se bo kazalec na analogni kopiji komaj premikal.
Ko se element pokvari, izmerjeni parameter ne ustreza nazivni vrednosti v spodnji smeri, sorazmerno z vrednostjo razčlenitve.
Če se vprašate, kako izmeriti kompleksno ali enakovredno serijsko upornost (ESR kondenzatorja) z multimetrom, je to problematično narediti brez predpone. Kondenzator kaže reaktivne lastnosti pri visokofrekvenčnem toku.
Druge merilne metode
Kondenzatorski merilnik kapacitivnosti, ki ga naredite sami, je sestavljen po shemah impulznih naprav. Zaporedja RC vezij s spremenljivimi upori ustvarjajo serijo signalov na izhodu izdelka s korakom spreminjanja frekvence. Za nastavitev naprave uporabite multimeter, s katerim se bo uporabljala predpona.
Komplet testiranih kondenzatorjev je po vrsti priključen na strukturo in natančnost delovanja se prilagodi v vsakem podobmočju.
Merilnik kapacitivnosti za polarne elektrolitske celice, ki ga naredite sami, je shematično izveden in konfiguriran kot del predpone brez nihajnega kroga. Na izhodu je namesto impulzne napetosti konstantna napetost.
Pri digitalnih merilnikih kapacitivnosti je napajanje zelo stabilno. "Plavajoči" parametri elementov, iz katerih je sestavljeno vezje, bodo dali napako, ki je nesprejemljiva za natančnost merjenja.
Na logičnih elementih so ustvarjeni viri izmeničnega impulznega toka za merjenje ESR.
Poceni merilniki kapacitivnosti kondenzatorjev, kot so RLC mostne naprave z dodatno funkcijo za testiranje upornosti SMD, omrežnim polnjenjem in LCD zaslonom, so sami po sebi velikost prsta. Opravljajo funkcije strokovnega meroslovnega kompleksa. Lahko deluje kot merilnik kapacitivnosti za elektrolitske kondenzatorje, tako polarne kot spremenljive.
Podobni članki:
