Hur man enkelt bestämmer kapacitansen för en kondensator med tillgängliga verktyg

Ibland när på kondensor det finns ingen markering eller inget förtroende för parametrarna som anges i dess fall, det krävs för att på något sätt ta reda på den verkliga kapaciteten. Men hur gör man det utan specialutrustning?

Naturligtvis, om det finns en multimeter med förmågan att mäta kapacitans eller en C-meter med ett lämpligt intervall av kapacitansmätningar, upphör problemet att vara sådant. Men vad man bara ska göra enkel hushållsmultimeter och viss strömförsörjning, men är det nödvändigt att mäta kondensatorns kapacitet här och nu? I detta fall kommer de välkända fysiklagarna att rädda, vilket möjliggör mätning av kapacitans med tillräcklig grad av noggrannhet.

Först överväger vi ett enkelt sätt att mäta kapacitansen för en elektrolytisk kondensator med tillgängliga verktyg. Som ni vet, när man laddar en kondensator från en konstant spänningskälla genom ett motstånd, finns det ett mönster enligt vilket spänningen på kondensatorn kommer exponentiellt att närma sig källans spänning, och i gränsen, en dag, kommer den äntligen att nå den.

Men för att inte vänta länge kan du förenkla din uppgift. Det är känt att under en tid som är lika med 3 * RC kommer spänningen på kondensatorn under laddning att uppgå till 95% av den spänning som appliceras på RC-kretsen. Så genom att känna till spänningen på strömförsörjningsenheten, motståndsklassificeringen och beväpnad med ett stoppur kan du enkelt mäta tidskonstanten, eller snarare tre gånger tidskonstanten för större noggrannhet och sedan beräkna kondensatorns kapacitans enligt den välkända formeln.

Tänk till exempel på experimentet nedan. Låt oss säga att vi har elektrolytisk kondensator, på vilken det finns någon form av märkning, men vi litar inte särskilt på det, eftersom kondensatorn har legat i facken länge, och du vet aldrig om den har torkat, i allmänhet måste du mäta dess kapacitet. Till exempel säger kondensatorn 6800uf 50v, men du måste veta med säkerhet.

Steg nummer 1. Vi tar ett 10kΩ-motstånd, mäter dess motstånd med en multimeter, eftersom vi initialt kommer att lita på vår multimeter i detta experiment. Till exempel fick vi ett motstånd på 9840 Ohms.

Steg nummer 2. Slå på strömförsörjningen. Eftersom vi litar på multimetern mer än att kalibrera skalan (om någon) på strömförsörjningen, sätter du multimetern i läget för att mäta direkt spänning och ansluta den till strömförsörjningens terminaler. Vi ställer in spänningen på strömförsörjningen till 12 volt, så att multimetern exakt visar 12,00 V. Om spänningen i strömförsörjningen inte regleras, mät den helt enkelt och registrera den.

Steg nummer 3. Vi monterar en RC-kedja av ett motstånd och en kondensator, vars kapacitans måste mätas. Vi kortsluter kondensatorn så att den enkelt kan vridas.

Steg nummer 4. Vi ansluter RC-kedjan till strömförsörjningen. Kondensatorn är fortfarande kortsluten. Vi mäter ännu en gång spänningen som levereras till RC-kedjan med en multimeter, och fixar detta värde för trohet på papper. Till exempel förblev det 12,00 V, eller detsamma som i början.

Steg nummer 5. Vi beräknar 95% av denna spänning, till exempel, om 12 volt är 95% 11,4 volt. Nu vet vi att i en tid lika med 3 * RC kommer kondensatorn att ladda upp till 11,4 V.

Steg nummer 6. Vi tar ett stoppur i våra händer och veckar ut kondensatorn, vi börjar nedräkningen samtidigt. Vi fixar den tid under vilken spänningen över kondensatorn når 11,4 V, detta är 3 * RC.

Steg nummer 7. Vi gör beräkningar. Den resulterande tiden i sekunder delas av motståndet i motståndet i ohm och med 3. Vi får värdet på kondensatorens kapacitans i farads.

Till exempel: tiden blev 220 sekunder (3 minuter och 40 sekunder). Dela 220 med 3 och 9840, vi får kapacitet i farads. I vårt exempel visade det sig 0,007452 F, det vill säga 7452 mikrofarader och 6800 mikrofarader är skrivna på kondensatorn.Således var den acceptabla avvikelsen på 20% inom kapacitetsavvikelsen, eftersom den uppgick till cirka 9,6%.

Men hur är det? icke-polära kondensatorer små kapaciteter? Om kondensatorn är keramisk eller polypropen, kommer växelström och kunskap om kapacitans att hjälpa här.

Till exempel finns det en kondensator, dess kapacitet är förmodligen flera nanofarader, och det är känt att det kan fungera i en växelströmkrets. För att utföra mätningarna krävs en nätverkstransformator med en sekundärlindning, till exempel 12 volt, en multimeter, och alla samma motstånd på 10 kΩ.

Steg nummer 1. Vi monterar RC-kretsen och ansluter den till transformatorns sekundära lindning. Sedan sätter vi på transformatorn i nätverket.

Steg nummer 2. Vi mäter växelspänningen på kondensatorn med en multimeter och sedan på motståndet.

Steg nummer 3. Vi gör beräkningar. Först beräknar vi strömmen genom motståndet, - dela spänningen över det med värdet på dess motstånd. Eftersom kretsen är seriell är växelströmmen genom kondensatorn exakt samma värde. Dela spänningen över kondensatorn med strömmen genom motståndet (strömmen genom kondensatorn är densamma), vi får värdet på kondensatorn Xc. Genom att känna till kapacitansen och strömfrekvensen (50 Hz) beräknar vi kondensatorns kapacitans.

Till exempel: på motståndet 7 volt och på kondensatorn 5 volt. Vi beräknade att strömmen genom motståndet i detta fall är 700 μA, och därför genom kondensatorn, är densamma. Så kondensatorn för kondensatorn vid en frekvens av 50 Hz är 5 / 0,0007 = 7142,8 ohm. Kapacitans Xc = 1 / 6.28fC, därför C = 445 nF, dvs 470 nF nominell.

Metoderna som beskrivs här är mycket råa, så du kan bara använda dem när det helt enkelt inte finns några andra alternativ. I andra fall är det bättre att använda speciella mätinstrument.

Se även: Hur man använder en multimeter