Capaciteit is een maat voor het vermogen van een condensator om ladingen op te slaan. De capaciteit wordt gemeten in farads, genoemd naar het erelid van de St. Petersburg University, de Engelse natuurkundige Michael Faraday.
Inhoud
Wat is capaciteit?
Als je een enkele elektrische geleider oneindig ver weg verwijdert, de invloed van geladen lichamen op elkaar uitsluit, dan wordt de potentiaal van de verre geleider evenredig met de lading. Maar voor geleiders die in grootte verschillen, komen de potentialen niet overeen.
De SI-eenheid van capaciteit voor een condensator is de farad. De evenredigheidsfactor wordt aangegeven met de letter C - dit is de capaciteit, die wordt beïnvloed door de grootte en de externe structuur van de geleider. Het materiaal, de fasetoestand van de substantie van de elektrode speelt geen rol - de ladingen worden verdeeld over het oppervlak. Daarom wordt in de internationale CGS-regels de capaciteit niet gemeten in farads, maar in centimeters.
Een eenzame bal met een straal van 9 miljoen km (1400 aardstralen) bevat 1 farad.Een afzonderlijk geleidend element houdt ladingen vast in onvoldoende hoeveelheden voor gebruik in technologie. Technologie van de 21e eeuw capaciteit van condensatoren met meeteenheden boven 1 farad wordt gecreëerd.
Een structuur van ten minste 2 elektroden en een scheidend diëlektricum is in staat om de hoeveelheid elektriciteit te accumuleren die nodig is voor de werking van elektronische circuits. In zo'n ontwerp worden positieve en negatieve deeltjes onderling aangetrokken en houden ze zichzelf vast. Het diëlektricum tussen het elektron-positron-paar laat geen annihilatie toe. Deze ladingstoestand wordt gebonden genoemd.
Voorheen werd er gebruik gemaakt van omvangrijke apparatuur die niet erg nauwkeurig was om elektrische grootheden te meten. Nu weet zelfs een beginnende radioamateur hoe hij de capaciteit met een tester moet meten.
Condensatormarkeringen
Het kennen van de kenmerken van elektronische apparaten is vereist voor een nauwkeurige en veilige werking.
Het bepalen van de capaciteit van een condensator omvat het meten van de waarde met instrumenten en het lezen van de markeringen op de behuizing. De aangegeven waarden en die verkregen tijdens metingen verschillen. Dit komt door de imperfectie van productietechnologieën en de operationele variatie van parameters (slijtage, temperatuureffecten).
De nominale capaciteit en tolerantieparameters zijn aangegeven op de behuizing. In huishoudelijke apparaten worden apparaten met een afwijking tot 20% gebruikt. In de ruimtevaartindustrie, militaire uitrusting en automatisering van gevaarlijke objecten is een spreiding van kenmerken van 5-10% toegestaan. Werkschema's bevatten geen tolerantiewaarden.
De nominale capaciteit is gecodeerd volgens IEC-normen - de International Electrotechnical Commission, die nationale organisaties verenigt volgens de normen van 60 landen.
De IEC-standaard gebruikt de notatie:
- 3 cijferige codering. 2 tekens aan het begin - het aantal pF, de derde - het aantal nullen, 9 aan het einde - de waarde is minder dan 10 pF, 0 ervoor - niet meer dan 1 pF. Code 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF of 33 nF, of 0,033 uF. Voor het leesgemak is de komma in de code vervangen door de letter "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 cijfers in de markering. De laatste is het aantal nullen. 3 eerste - waarde in pF. 3353 - 335000pF, 335nF of 0,335uF.
- Letters gebruiken in code. De letter µ is uF, n is nanofarad, p is pF. 34p5 - 34,5 pF, 1 µ5 - 1,5 µF.
- Glider keramische producten zijn gecodeerd met de letters A-Z in 2 registers en een getal dat de kracht van 10 aangeeft. K3 - 2400 pF.
- Elektrolytische SMD-apparaten worden op 2 manieren gemarkeerd: nummers - nominale capaciteit in pF en naast of in 2 regels als er ruimte is - de waarde van de nominale spanning; de letter die de spanning codeert en naast 3 cijfers, bepalen 2 de capaciteit en de laatste - het aantal nullen. A205 betekent 10V en 2uF.
- Opbouwproducten zijn gemarkeerd met een code van letters en cijfers: CA7 - 10 uF en 16 V.
- Coderingen - carrosseriekleur.
IEC-markeringen, nationale aanduidingen en merkcodes maken het onthouden van codes zinloos. Hardware-ontwerpers en reparateurs hebben referentiebronnen nodig.
formule berekening
De berekening van de nominale capaciteit van het element is vereist in 2 gevallen:
- Ontwerpers van elektronische apparatuur berekenen de parameter bij het maken van circuits.
- Masters bij afwezigheid van condensatoren met geschikt vermogen en capaciteit gebruiken de berekening van het element om uit de beschikbare onderdelen te kiezen.
RC-circuits worden berekend met behulp van de impedantiewaarde - complexe weerstand (Z). Ra is het stroomverlies voor het verwarmen van de circuitdeelnemers. Ri en Re - houd rekening met de invloed van de inductantie en capaciteit van de elementen. Aan de klemmen van de weerstand in het RC-circuit is de spanning Ur omgekeerd evenredig met Z.
Thermische weerstand verhoogt de potentiaal bij de belasting en reactief vermindert deze. De werking van de condensator bij frequenties boven resonantie, wanneer de reactieve component van de complexe weerstand toeneemt, leidt tot spanningsverliezen.
De resonantiefrequentie is omgekeerd evenredig met het vermogen om lading op te slaan. Uit de formule voor het bepalen van Fp wordt berekend welke waarden van Sk (condensatorcapaciteit) nodig zijn voor de werking van het circuit.
Om pulscircuits te berekenen, wordt de circuittijdconstante gebruikt, die het effect van RC op de pulsstructuur bepaalt. Als de circuitweerstand en de oplaadtijd van de condensator bekend zijn, wordt de capaciteit berekend met behulp van de tijdconstante-formule. De waarheid van het resultaat wordt beïnvloed door de menselijke factor.
Masters gebruiken parallelle en serieschakelingen van condensatoren. De berekeningsformules zijn omgekeerd aan de formules voor weerstanden.
Een serieschakeling maakt de capaciteit kleiner bij de aansluiting van elementen, een parallelschakeling somt de waarden op.
Hoe de capaciteit van een condensator meten met een multimeter?
Bij het meten van parameters wordt de condensator voorlopig ontladen door de draden te sluiten met een schroevendraaier met isolatie op het handvat. Als dit niet wordt gedaan, zal de multimeter met laag vermogen falen.
Het antwoord op de vraag hoe de capaciteit van een condensator te controleren met een multimeter met de "Cx" -modus is als volgt:
- Schakel de "Cx"-modus in en selecteer de meetlimiet - 2000 pF - 20 μF in een standaardapparaat;
- Steek de condensator in de aansluitingen in het apparaat of bevestig de sondes aan de klemmen van de condensator en kijk naar de waarde op de schaal van het apparaat.
Een amperovoltmeter of multimeter bepaalt de aanwezigheid van een kortsluiting of open circuit in de behuizing.
Een polaire condensator is opgenomen in het circuit van het apparaat, rekening houdend met de richting van de stroom. Fabrikanten markeren de elektroden van het product. Een condensator die is ontworpen voor een spanning van 1-3 V zal falen als de sperstroom hoger is dan normaal.
Voordat de karakteristieken worden gemeten, wordt de polaire elektrolytische condensator van het bord gesoldeerd. Zet de multimeter aan om weerstand te meten of halfgeleiders te testen. Breng de sondes aan op de elektroden van de polaire condensator - plus op plus, min op min. Een goede capaciteit zal een geleidelijke toename van de weerstand vertonen. Naarmate de laadstroom afneemt, neemt de EMF toe en bereikt deze de spanning van de stroombron.
Een opening in de condensator ziet eruit als een oneindige weerstand op de multimeter. Het apparaat reageert niet of de aanwijzer op de analoge kopie beweegt nauwelijks.
Wanneer het element uitvalt, komt de gemeten parameter niet overeen met de nominale waarde in de onderste richting, in verhouding tot de doorslagwaarde.
Als je je afvraagt hoe je de complexe of equivalente serieweerstand (ESR van een condensator) met een multimeter meet, dan is het problematisch om dit zonder prefix te doen. De condensator vertoont reactieve eigenschappen bij hoogfrequente stroom.
Andere meetmethoden:
Doe-het-zelf condensatorcapaciteitsmeter is geassembleerd volgens de schema's van pulsapparaten. Sequenties van RC-circuits met variabele weerstanden creëren een reeks signalen aan de uitgang van het product met een stapsgewijze verandering in frequentie. Gebruik voor het instellen van het apparaat een multimeter waarmee het voorvoegsel wordt gebruikt.
Een reeks geteste condensatoren is op zijn beurt verbonden met de structuur en de nauwkeurigheid van de werking wordt in elk subbereik aangepast.
Een doe-het-zelf-capaciteitsmeter voor polaire elektrolytische cellen is schematisch geïmplementeerd en geconfigureerd als onderdeel van een prefix zonder een oscillerend circuit. Aan de uitgang staat in plaats van een gepulseerde spanning een constante spanning.
In digitale capaciteitsmeters is de voeding zeer stabiel. "Zwevende" parameters van de elementen waaruit het circuit is samengesteld, geven een fout die onaanvaardbaar is voor de meetnauwkeurigheid.
Op logische elementen worden bronnen van pulserende wisselstroom gecreëerd voor het meten van ESR.
Voordelige condensatorcapaciteitsmeters, zoals RLC-bridge-apparaten met een extra SMD-weerstandstestfunctie, netlading en een LCD-display, zijn zelf zo groot als een vinger. Ze vervullen de functies van een professioneel metrologisch complex. In staat om te fungeren als een capaciteitsmeter voor elektrolytische condensatoren, zowel polair als variabel.
Vergelijkbare artikelen:
