Kapacitans er et mål for en kondensators evne til at lagre ladninger. Kapacitansen måles i farad, opkaldt efter æresmedlemmet af St. Petersburg University, den engelske fysiker Michael Faraday.
Indhold
Hvad er kapacitet?
Hvis du fjerner en enkelt elektrisk leder uendeligt langt væk, udelukker påvirkningen af ladede legemer på hinanden, så vil potentialet for fjernlederen blive proportional med ladningen. Men for ledere, der adskiller sig i størrelse, stemmer potentialerne ikke overens.
SI-enheden for kapacitans for en kondensator er farad. Proportionalitetsfaktoren er angivet med bogstavet C - dette er kapacitansen, som påvirkes af lederens størrelse og eksterne struktur. Materialet, fasetilstanden af elektrodens stof spiller ikke en rolle - ladningerne er fordelt på overfladen. Derfor måles kapacitansen i de internationale CGS-regler ikke i farad, men i centimeter.
En solitær kugle med en radius på 9 millioner km (1400 jordradius) indeholder 1 farad.Et separat ledende element holder ladninger i utilstrækkelige mængder til brug i teknologi. Det 21. århundredes teknologi kapacitans af kondensatorer med måleenheder over 1 farad oprettes.
En struktur på mindst 2 elektroder og et adskillende dielektrikum er i stand til at akkumulere den mængde elektricitet, der kræves til driften af elektroniske kredsløb. I et sådant design tiltrækkes positive og negative partikler gensidigt og holder sig. Dielektrikumet mellem elektron-positron-parret tillader ikke annihilation. Denne ladningstilstand kaldes bundet.
Tidligere blev voluminøst udstyr, der ikke var særlig nøjagtigt, brugt til at måle elektriske størrelser. Nu ved selv en nybegynder radioamatør, hvordan man måler kapacitansen med en tester.
Kondensator markeringer
Kendskab til elektroniske enheders karakteristika er påkrævet for nøjagtig og sikker drift.
Bestemmelse af kapacitansen af en kondensator omfatter måling af værdien med instrumenter og aflæsning af markeringerne på kabinettet. De angivne værdier og dem opnået under målinger er forskellige. Dette skyldes ufuldkommenheden af produktionsteknologier og den operationelle variation af parametre (slid, temperatureffekter).
Den nominelle kapacitans og toleranceparametre er angivet på kabinettet. I husholdningsapparater anvendes enheder med en afvigelse på op til 20%. I rumindustrien, militært udstyr og automatisering af farlige genstande er en spredning af karakteristika på 5-10% tilladt. Arbejdsdiagrammer indeholder ikke toleranceværdier.
Den nominelle kapacitet er kodet i henhold til IEC-standarder - International Electrotechnical Commission, som samler nationale organisationer i henhold til 60 landes standarder.
IEC-standarden bruger notationen:
- 3-cifret kodning. 2 tegn i begyndelsen - antallet af pF, den tredje - antallet af nuller, 9 i slutningen - værdien er mindre end 10 pF, 0 foran - ikke mere end 1 pF. Kode 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF eller 33 nF eller 0,033 uF. For at lette læsningen erstattes decimaltegnet i koden med bogstavet "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 cifre i markeringen. Den sidste er antallet af nuller. 3 først - værdi i pF. 3353 - 335000pF, 335nF eller 0,335uF.
- Brug af bogstaver i kode. Bogstavet µ er uF, n er nanofarad, p er pF. 34p5 - 34,5 pF, 1 µ5 - 1,5 µF.
- Glider keramiske produkter er kodet med bogstaverne A-Z i 2 registre og et tal, der angiver styrken på 10. K3 - 2400 pF.
- Elektrolytiske SMD-enheder er markeret på 2 måder: tal - nominel kapacitans i pF og ved siden af eller i 2 linjer, hvis der er plads - værdien af den nominelle spænding; bogstavet, der koder for spændingen og ved siden af 3 cifre, bestemmer 2 kapacitansen, og det sidste - antallet af nuller. A205 betyder 10V og 2uF.
- Produkter til overflademontering er mærket med en kode med bogstaver og tal: CA7 - 10 uF og 16 V.
- Kodninger - kropsfarve.
IEC-mærkninger, nationale betegnelser og mærkekoder gør huskekoder meningsløse. Hardwaredesignere og reparatører kræver referencekilder.
Formelberegning
Beregningen af elementets nominelle kapacitet er påkrævet i 2 tilfælde:
- Designere af elektronisk udstyr beregner parameteren, når de opretter kredsløb.
- Mestre i mangel af kondensatorer med passende effekt og kapacitet bruger beregningen af elementet til at vælge fra de tilgængelige dele.
RC-kredsløb beregnes ved hjælp af impedansværdien - kompleks modstand (Z). Ra er strømtabet til opvarmning af kredsløbsdeltagerne. Ri og Re - tager højde for indflydelsen af elementernes induktans og kapacitans. Ved modstandens terminaler i RC-kredsløbet er spændingen Ur omvendt proportional med Z.
Termisk modstand øger potentialet ved belastningen, og reaktiv reducerer det. Driften af kondensatoren ved frekvenser over resonans, når den reaktive komponent af den komplekse modstand stiger, fører til spændingstab.
Resonansfrekvensen er omvendt proportional med evnen til at lagre ladning. Ud fra formlen til bestemmelse af Fp beregnes det, hvilke værdier af Sk (kondensatorkapacitans) der kræves til driften af kredsløbet.
For at beregne pulskredsløb anvendes kredsløbets tidskonstanten, som bestemmer effekten af RC på pulsstrukturen. Hvis kredsløbsmodstanden og opladningstiden for kondensatoren er kendt, beregnes kapacitansen ved hjælp af tidskonstantenformlen. Sandheden af resultatet er påvirket af den menneskelige faktor.
Masters bruger parallel- og serieforbindelser af kondensatorer. Beregningsformlerne er omvendt til formlerne for modstande.
En serieforbindelse gør kapacitansen mindre i forbindelsen af elementer, et parallelkredsløb opsummerer værdierne.
Hvordan måler man kapacitansen af en kondensator med et multimeter?
Ved måling af parametre aflades kondensatoren foreløbigt ved at lukke ledningerne med en skruetrækker med isolering på håndtaget. Hvis dette ikke gøres, svigter multimeteret med lav effekt.
Svaret på spørgsmålet om, hvordan man kontrollerer kapacitansen af en kondensator med et multimeter med "Cx" -tilstanden er som følger:
- Tænd for "Cx"-tilstanden og vælg målegrænsen - 2000 pF - 20 μF i en standardenhed;
- Sæt kondensatoren i stikkene i enheden, eller fastgør proberne til kondensatorens terminaler og se på værdien på enhedens skala.
Et amperovoltmeter eller multimeter bestemmer tilstedeværelsen af en kortslutning eller åbent kredsløb inde i kabinettet.
En polær kondensator er inkluderet i enhedens kredsløb under hensyntagen til strømmens retning. Producenter markerer produktets elektroder. En kondensator designet til en spænding på 1-3 V vil fejle, hvis den omvendte strøm er højere end normalt.
Før måling af egenskaberne, er den polære elektrolytiske kondensator uloddet fra kortet. Tænd for multimeteret for at måle modstand eller teste halvledere. Påfør proberne på polarkondensatorens elektroder - plus til plus, minus til minus. En god kapacitans vil vise en jævn stigning i modstand. Når ladestrømmen falder, stiger EMF og når strømkildens spænding.
En åben i kondensatoren vil ligne en uendelig modstand på multimeteret. Enheden reagerer ikke, eller markøren på den analoge kopi vil næsten ikke bevæge sig.
Når elementet går i stykker, svarer den målte parameter ikke til den nominelle værdi i den nedre retning, i forhold til nedbrydningsværdien.
Hvis du spørger dig selv, hvordan man måler den komplekse eller tilsvarende seriemodstand (ESR af en kondensator) med et multimeter, så er det problematisk at gøre dette uden et præfiks. Kondensatoren udviser reaktive egenskaber ved højfrekvent strøm.
Andre målemetoder
Gør-det-selv kondensatorkapacitansmåler er samlet i henhold til skemaerne for pulsenheder. Sekvenser af RC-kredsløb med variable modstande skaber en række signaler ved udgangen af produktet med en trinvis ændring i frekvens. For at konfigurere enheden skal du bruge et multimeter, som præfikset vil blive brugt med.
Et sæt testede kondensatorer er på skift forbundet med strukturen, og driftens nøjagtighed justeres i hvert underområde.
En gør-det-selv kapacitansmåler til polære elektrolyseceller er skematisk implementeret og konfigureret som en del af et præfiks uden et oscillerende kredsløb. Ved udgangen er der i stedet for en pulseret spænding en konstant spænding.
I digitale kapacitansmålere er strømforsyningen meget stabil. "Flydende" parametre for de elementer, hvorfra kredsløbet er samlet, vil give en fejl, der er uacceptabel for målenøjagtighed.
På logiske elementer oprettes kilder til vekselpulsstrøm til måling af ESR.
Prisbillige kondensatorkapacitansmålere, såsom RLC-broenheder med en ekstra SMD-modstandstestfunktion, netopladning og et LCD-display, er selv på størrelse med en finger. De udfører funktionerne i et professionelt metrologisk kompleks. Kan fungere som kapacitansmåler for elektrolytiske kondensatorer, både polære og variable.
Lignende artikler:
