Hogyan könnyű meghatározni a kondenzátor kapacitását a rendelkezésre álló eszközökkel?

Néha mikor van kondenzátor nincs jelölés vagy nincs bizalom a paramétereken, amelyek meg vannak jelölve, valamilyen módon meg kell határozni a valódi kapacitást. De hogyan lehet megtenni speciális felszerelés nélkül?

Természetesen, ha kéznél van egy multiméter, amely képes a kapacitás mérésére, vagy egy C-mérő, megfelelő kapacitásmérési tartományban, akkor a probléma már nem ilyen. De mit tegyek, ha csak? egyszerű háztartási multiméter és némi tápegység, de szükség van-e a kondenzátor kapacitásának mérésére itt és most? Ebben az esetben a jól ismert fizikai törvények kerülnek mentésre, amelyek lehetővé teszik a kapacitás mérését megfelelő pontossággal.

Először az elektrolitkondenzátor kapacitásának mérésére szolgáló egyszerű módszert fontolgatunk elérhető eszközök segítségével. Mint tudod, amikor egy kondenzátort állandó feszültségű forrásból töltnek egy ellenálláson keresztül, akkor van egy minta, amely szerint a kondenzátoron lévő feszültség exponenciálisan megközelíti a forrás feszültségét, és egy határértékben, egy nap, végül eléri.

De annak érdekében, hogy ne várjon sokáig, egyszerűsítheti feladatát. Ismert, hogy egy 3 * RC-vel egyenlő ideig a kondenzátor töltése közben a feszültség eléri az RC áramkörre alkalmazott feszültség 95% -át. Tehát, ismerve a tápegység feszültségét, az ellenállás besorolását és egy stopperrel élesítve, könnyen megmérheti az időállandót, vagy inkább az időállandó háromszorosát a nagyobb pontosság érdekében, majd kiszámítja a kondenzátor kapacitását a jól ismert képlet szerint.

Például vegye figyelembe az alábbi kísérletet. Mondjuk, hogy van elektrolit kondenzátor, amelyen van valamilyen jelölés, de nem bízunk benne különösen, mivel a kondenzátor hosszú ideig feküdt a tartályokban, és soha nem lehet tudni, hogy kiszáradt-e, általában meg kell mérni a kapacitását. Például, a kondenzátor értéke 6800uf 50v, de ezt biztosan tudnia kell.

1. lépés. Vegyünk egy 10kΩ-os ellenállást, mérjük annak ellenállását multiméterrel, mivel kezdetben a multiméterünkbe bízunk ebben a kísérletben. Például 9840 ohm ellenállást kaptunk.

2. lépés. Kapcsolja be az áramellátást. Mivel a multiméterben inkább a tápegység skálájának (ha van) kalibrálásában bízunk meg, állítsuk a multimétert a közvetlen feszültség mérésének módjába, és csatlakoztassuk az áramellátás kapcsaihoz. A tápegység feszültségét 12 V-ra állítottuk úgy, hogy a multiméter pontosan 12,00 V-ot mutasson. Ha a tápegység feszültsége nincs szabályozva, akkor egyszerűen mérje meg és rögzítse.

3. lépés. Összeállítunk egy ellenállás és egy kondenzátor RC láncát, amelyek kapacitását meg kell mérni. Rövidre zárjuk a kondenzátort, hogy könnyen megfordulhasson.

4. lépés. Az RC láncot csatlakoztatjuk a tápegységhez. A kondenzátor még mindig rövidzárlatos. Még egyszer megmérjük egy multiméterrel az RC lánc számára szolgáltatott feszültséget, és rögzítjük ezt a hűségértéket papíron. Például 12,00 V-os maradt, vagy ugyanaz, mint az elején volt.

5. lépés. Kiszámoljuk ennek a feszültségnek a 95% -át, ha például 12 volt, akkor 95% -a 11,4 volt. Most tudjuk, hogy egy 3 * RC-vel megegyező időben a kondenzátor 11,4 V-os töltöttségre képes.

6. lépés. Vetünk egy stoppert a kezünkbe, és kibontjuk a kondenzátort, egyidejűleg kezdjük a visszaszámlálást. Rögzítjük azt az időtartamot, amely alatt a feszültség a kondenzátoron eléri a 11,4 V-ot, ez 3 * RC.

7. lépés. Számításokat végezünk. Az így kapott időt másodpercben elosztjuk az ellenállás ellenállás ellenállásával ohmban és háromval. Megkapjuk a kondenzátor kapacitásának értékét fárasztóban.

Például: az idő 220 másodperc (3 perc és 40 másodperc) lett. Osszuk el a 220-at 3-mal és 9840-el, így kapjuk meg a kapacitást fárasztóban. Példánkban 0,007452 F-et kiderítettünk, vagyis 7452 mikrofaradot és 6800 mikrotávot írtunk a kondenzátorra.Így az elfogadható 20% -os eltérés a kapacitási eltérésen belül volt, mivel ez körülbelül 9,6% volt.

De mi van? nem poláris kondenzátorok kis kapacitások? Ha a kondenzátor kerámia vagy polipropilén, akkor a váltakozó áram és a kapacitás ismerete segít.

Például létezik egy kondenzátor, kapacitása feltételezhetően több nanofázis, és ismert, hogy képes váltakozó áramkörben működni. A mérések elvégzéséhez másodlagos tekercseléssel, például 12 V-os hálózati transzformátorral, multiméterrel és ugyanazzal a 10 kΩ-os ellenállással kell rendelkezni.

1. lépés. Összeállítjuk az RC áramkört, és csatlakoztatjuk a transzformátor másodlagos tekercséhez. Ezután bekapcsoljuk a transzformátort a hálózatban.

2. lépés. A váltakozó feszültséget a kondenzátoron multiméterrel, majd az ellenállással mérjük.

3. lépés. Számításokat végezünk. Először kiszámoljuk az áramot az ellenálláson keresztül, - osszuk meg a feszültséget rajta az ellenállás értékével. Mivel az áramkör soros, a kondenzátoron keresztüli váltakozó áram pontosan ugyanaz az érték. Osszuk meg a feszültséget a kondenzátoron az ellenálláson átáramló árammal (a kondenzátoron átáramló áram azonos), így kapjuk az Xc kapacitás értékét. A kapacitás és az áram frekvencia (50 Hz) ismeretében kiszámoljuk kondenzátorunk kapacitását.

Például: az ellenálláson 7 volt, a kondenzátoron pedig 5 volt. Kiszámítottuk, hogy az ellenálláson átáramló áram ebben az esetben 700 μA, tehát a kondenzátoron át ugyanaz. Tehát a kondenzátor kapacitása 50 Hz frekvencián 5 / 0,0007 = 7142,8 Ohm. Xc kapacitás = 1 / 6,28fC, tehát C = 445 nF, vagyis 470 nF névleges.

Az itt leírt módszerek nagyon durvaak, ezért csak akkor használhatják őket, ha egyszerűen nincs más lehetőség. Más esetekben jobb, ha speciális mérőműszereket használ.

Lásd még: Hogyan kell használni a multimétert?