Капацитетът е мярка за способността на кондензатора да съхранява заряди. Капацитетът се измерва във фаради, кръстен на почетния член на Санкт Петербургския университет, английския физик Майкъл Фарадей.
Съдържание
Какво е капацитет?
Ако премахнете единичен електрически проводник безкрайно далеч, изключите влиянието на заредените тела един върху друг, тогава потенциалът на отдалечения проводник ще стане пропорционален на заряда. Но за проводници, които се различават по размер, потенциалите не съвпадат.
SI единицата за капацитет за кондензатор е фарадът. Коефициентът на пропорционалност се обозначава с буквата C - това е капацитетът, който се влияе от размера и външната структура на проводника. Материалът, фазовото състояние на веществото на електрода не играе роля - зарядите се разпределят по повърхността. Следователно в международните правила на CGS капацитетът се измерва не във фаради, а в сантиметри.
Единична топка с радиус 9 милиона km (1400 земни радиуса) съдържа 1 фарад.Отделен проводящ елемент задържа заряди в недостатъчни количества за използване в технологиите. Технология на 21 век се създава капацитет на кондензатори с мерни единици над 1 фарад.
Структура от най-малко 2 електрода и разделящ диелектрик е в състояние да акумулира количеството електричество, необходимо за работата на електронните схеми. В такъв дизайн положителните и отрицателните частици се привличат взаимно и се задържат. Диелектрикът между двойката електрон-позитрон не позволява анихилация. Това състояние на заряд се нарича свързано.
Преди това за измерване на електрически величини се използваше обемисто оборудване, което не беше много точно. Сега дори начинаещ радиолюбител знае как да измерва капацитета с тестер.
Маркировка на кондензаторите
Познаването на характеристиките на електронните устройства е необходимо за точна и безопасна работа.
Определянето на капацитета на кондензатор включва измерване на стойността с инструменти и отчитане на маркировките върху корпуса. Посочените стойности и тези, получени по време на измерванията, се различават. Това се дължи на несъвършенството на производствените технологии и оперативните вариации на параметрите (износване, температурни ефекти).
Параметрите на номиналния капацитет и толеранса са посочени на корпуса. В домакинските уреди се използват устройства с отклонение до 20%. В космическата индустрия, военно оборудване и автоматизация на опасни обекти е разрешено разпространение на характеристиките от 5-10%. Работните диаграми не съдържат стойности на толеранс.
Номиналният капацитет е кодиран според стандартите на IEC - Международната електротехническа комисия, която обединява национални организации по стандартите на 60 държави.
Стандартът IEC използва нотацията:
- 3-цифрено кодиране. 2 знака в началото - броят на pF, третият - броят на нулите, 9 в края - стойността е по-малка от 10 pF, 0 отпред - не повече от 1 pF. Код 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF или 33 nF, или 0,033 uF. За по-лесно четене десетичната запетая в кода се заменя с буквата "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 цифри в маркировката. Последното е броят на нулите. 3 първо - стойност в pF. 3353 - 335000pF, 335nF или 0,335uF.
- Използване на букви в кода. Буквата µ е uF, n е нанофарад, p е pF. 34p5 - 34,5 pF, 1µ5 - 1,5 µF.
- Керамичните продукти за планер са кодирани с буквите A-Z в 2 регистъра и число, показващо мощността от 10. K3 - 2400 pF.
- Електролитните SMD устройства се маркират по 2 начина: цифри - номинален капацитет в pF и до или в 2 реда, ако има място - стойността на номиналното напрежение; буквата, кодираща напрежението и до 3 цифри, 2 определят капацитета, а последната - броят на нулите. A205 означава 10V и 2uF.
- Продуктите за повърхностен монтаж са маркирани с код от букви и цифри: CA7 - 10 uF и 16 V.
- Кодировки - цвят на тялото.
Маркировката на IEC, националните обозначения и кодовете на марките обезсмислят запаметяването на кодове. Дизайнерите на хардуер и ремонтниците изискват референтни източници.
Изчисляване на формула
Изчисляването на номиналния капацитет на елемента се изисква в 2 случая:
- Дизайнерите на електронно оборудване изчисляват параметъра при създаване на схеми.
- Майсторите при липса на кондензатори с подходяща мощност и капацитет използват изчислението на елемента, за да изберат от наличните части.
RC вериги се изчисляват с помощта на стойността на импеданса - комплексно съпротивление (Z). Ra е текущата загуба за отопление на участниците във веригата. Ri и Re - отчитат влиянието на индуктивността и капацитета на елементите. На клемите на резистора в RC веригата напрежението Ur е обратно пропорционално на Z.
Термичното съпротивление увеличава потенциала при натоварване, а реактивното го намалява. Работата на кондензатора при честоти над резонансните, когато реактивният компонент на комплексното съпротивление се увеличава, води до загуби на напрежение.
Резонансната честота е обратно пропорционална на способността за съхраняване на заряд. От формулата за определяне на Fp се изчислява какви стойности на Sk (капацитет на кондензатора) са необходими за работата на веригата.
За изчисляване на импулсни вериги се използва времевата константа на веригата, която определя ефекта на RC върху структурата на импулса. Ако съпротивлението на веригата и времето за зареждане на кондензатора са известни, капацитетът се изчислява по формулата за времева константа. Истинността на резултата се влияе от човешкия фактор.
Майсторите използват паралелни и последователни връзки на кондензатори. Формулите за изчисление са обратни на формулите за резистори.
Серийното свързване прави капацитета по-малък при свързването на елементите, паралелната верига сумира стойностите.
Как да измерим капацитета на кондензатор с мултицет?
При измерване на параметри кондензаторът се разрежда предварително чрез затваряне на проводниците с отвертка с изолация на дръжката. Ако това не бъде направено, мултицетът с ниска мощност ще се провали.
Отговорът на въпроса как да проверите капацитета на кондензатор с мултицет с режим "Cx" е както следва:
- Включете режима "Cx" и изберете границата на измерване - 2000 pF - 20 μF в стандартно устройство;
- Поставете кондензатора в гнездата на устройството или прикрепете сондите към клемите на кондензатора и погледнете стойността на скалата на устройството.
Амперволтметър или мултицет определя наличието на късо съединение или отворена верига вътре в корпуса.
Във веригата на устройството е включен полярен кондензатор, като се вземе предвид посоката на тока. Производителите маркират електродите на продукта. Кондензатор, проектиран за напрежение 1-3 V, ще се повреди, ако обратният ток е по-висок от нормалния.
Преди измерване на характеристиките полярният електролитен кондензатор се разпоява от платката. Включете мултиметъра, за да измерите съпротивлението или да тествате полупроводници. Приложете сондите към електродите на полярния кондензатор - плюс към плюс, минус към минус. Добрият капацитет ще покаже плавно увеличаване на съпротивлението. С намаляването на тока на заряд, ЕМП се увеличава и достига напрежението на източника на енергия.
Отворът в кондензатора ще изглежда като безкрайно съпротивление на мултиметъра. Устройството няма да реагира или показалецът на аналоговото копие едва ще се движи.
Когато елементът се развали, измереният параметър не съответства на номиналната стойност в долната посока, пропорционално на стойността на разбивката.
Ако се запитате как да измерите сложното или еквивалентно последователно съпротивление (ESR на кондензатор) с мултицет, тогава е проблематично да направите това без префикс. Кондензаторът проявява реактивни свойства при високочестотен ток.
Други методи за измерване
Кондензаторният измервател на капацитета на кондензаторите "Направи си сам" е сглобен според схемите на импулсните устройства. Последователностите на RC вериги с променливи резистори създават поредица от сигнали на изхода на продукта със стъпка промяна в честотата. За да настроите устройството, използвайте мултицет, с който ще се използва префиксът.
Набор от тествани кондензатори се свързва на свой ред към структурата и точността на работа се регулира във всеки поддиапазон.
Направи си сам капацитетомер за полярни електролитни клетки е схематично реализиран и конфигуриран като част от префикс без осцилаторна верига. На изхода вместо импулсно напрежение има постоянно напрежение.
При цифровите измерватели на капацитет захранването е много стабилно. "Плаващите" параметри на елементите, от които е сглобена веригата, ще дадат грешка, която е неприемлива за точността на измерването.
На логически елементи се създават източници на променлив импулсен ток за измерване на ESR.
Евтините измерватели на капацитет на кондензаторите, като например RLC мостови устройства с допълнителна SMD функция за тест за съпротивление, зареждане от мрежата и LCD дисплей, сами по себе си са с размер на пръст. Те изпълняват функциите на професионален метрологичен комплекс. Може да действа като измервател на капацитет за електролитни кондензатори, както полярни, така и променливи.
Подобни статии:
