Kapacitāte ir kondensatora spējas uzglabāt lādiņu mērs. Kapacitāti mēra farādos, kas nosaukti Sanktpēterburgas universitātes goda biedra, angļu fiziķa Maikla Faradeja vārdā.
Saturs
Kas ir kapacitāte?
Ja noņemat vienu elektrības vadītāju bezgalīgi tālu, izslēdziet uzlādētu ķermeņu ietekmi viens uz otru, tad attālinātā vadītāja potenciāls kļūs proporcionāls lādiņam. Bet vadītājiem, kas atšķiras pēc izmēra, potenciāli nesakrīt.
Kondensatora kapacitātes SI vienība ir farads. Proporcionalitātes koeficientu apzīmē ar burtu C - tā ir kapacitāte, ko ietekmē vadītāja izmērs un ārējā struktūra. Materiāls, elektroda vielas fāzes stāvoklis nespēlē lomu - lādiņi tiek sadalīti pa virsmu. Tāpēc starptautiskajos CGS noteikumos kapacitāti mēra nevis farados, bet gan centimetros.
Vientuļā bumbiņa ar 9 miljonu km rādiusu (1400 Zemes rādiusu) satur 1 faradu.Atsevišķs vadošs elements satur lādiņus nepietiekamā daudzumā izmantošanai tehnoloģijā. 21. gadsimta tehnoloģija tiek izveidota kondensatoru kapacitāte ar mērvienībām virs 1 farads.
Struktūra, kurā ir vismaz 2 elektrodi un atdalošais dielektriķis, spēj uzkrāt elektronisko ķēžu darbībai nepieciešamo elektroenerģijas daudzumu. Šādā dizainā pozitīvās un negatīvās daļiņas tiek savstarpēji piesaistītas un noturas. Dielektriķis starp elektronu-pozitronu pāri nepieļauj anihilāciju. Šo uzlādes stāvokli sauc par saistošu.
Iepriekš elektrisko daudzumu mērīšanai izmantoja apjomīgas iekārtas, kas nebija ļoti precīzas. Tagad pat iesācējs radioamatieris zina, kā izmērīt kapacitāti ar testeri.
Kondensatoru marķējumi
Precīzai un drošai darbībai ir jāzina elektronisko ierīču raksturlielumi.
Kondensatora kapacitātes noteikšana ietver vērtības mērīšanu ar instrumentiem un marķējumu nolasīšanu uz korpusa. Norādītās vērtības un mērījumu laikā iegūtās vērtības atšķiras. Tas ir saistīts ar ražošanas tehnoloģiju nepilnībām un parametru darbības izmaiņām (nolietojums, temperatūras ietekme).
Nominālās kapacitātes un pielaides parametri ir norādīti uz korpusa. Sadzīves tehnikā tiek izmantotas ierīces ar novirzi līdz 20%. Kosmosa nozarē, militārajā aprīkojumā un bīstamo objektu automatizācijā ir pieļaujama 5-10% raksturlielumu izplatība. Darba diagrammas nesatur pielaides vērtības.
Nominālā jauda ir kodēta pēc IEC standartiem - Starptautiskā elektrotehniskā komisija, kas apvieno nacionālās organizācijas pēc 60 valstu standartiem.
IEC standartā tiek izmantots apzīmējums:
- 3 ciparu kodējums. 2 rakstzīmes sākumā - pF skaits, trešā - nulles skaits, 9 beigās - vērtība ir mazāka par 10 pF, 0 priekšā - ne vairāk kā 1 pF. Kods 689–6,8 pF, 152–1500 pF, 333–33000 pF vai 33 nF vai 0,033 uF. Lai atvieglotu lasīšanu, kodā decimālzīmi aizstāj ar burtu "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 cipari marķējumā. Pēdējais ir nulles skaits. 3 vispirms - vērtība pF. 3353 - 335000pF, 335nF vai 0,335uF.
- Burtu izmantošana kodā. Burts µ ir uF, n ir nanofarads, p ir pF. 34p5 - 34,5 pF, 1µ5 - 1,5 µF.
- Planieru keramikas izstrādājumi ir kodēti ar burtiem A-Z 2 reģistros un skaitli, kas norāda jaudu 10. K3 - 2400 pF.
- Elektrolītiskās SMD ierīces tiek marķētas 2 veidos: cipari - nominālā kapacitāte pF un blakus vai 2 rindās, ja ir vieta - nominālā sprieguma vērtība; burts, kas kodē spriegumu, un blakus 3 cipariem 2 nosaka kapacitāti, bet pēdējais - nulles skaitu. A205 nozīmē 10V un 2uF.
- Virsmas montāžas izstrādājumi ir marķēti ar burtu un ciparu kodu: CA7 - 10 uF un 16 V.
- Kodējumi - korpusa krāsa.
IEC marķējumi, valsts apzīmējumi un zīmolu kodi padara kodu iegaumēšanu bezjēdzīgu. Aparatūras dizaineriem un remontētājiem ir nepieciešami uzziņu avoti.
Formulas aprēķins
Elementa nominālās jaudas aprēķins ir nepieciešams 2 gadījumos:
- Elektronisko iekārtu dizaineri aprēķina parametru, veidojot shēmas.
- Meistari, ja nav piemērotas jaudas un jaudas kondensatoru, izmanto elementa aprēķinu, lai izvēlētos no pieejamajām daļām.
RC ķēdes tiek aprēķinātas, izmantojot pretestības vērtību - komplekso pretestību (Z). Ra ir strāvas zudumi ķēdes dalībnieku sildīšanai. Ri un Re - ņem vērā elementu induktivitātes un kapacitātes ietekmi. Rezistora spailēs RC ķēdē spriegums Ur ir apgriezti proporcionāls Z.
Termiskā pretestība palielina potenciālu pie slodzes, un reaktīvā samazina to. Kondensatora darbība frekvencēs virs rezonanses, palielinoties kompleksās pretestības reaktīvai komponentei, izraisa sprieguma zudumus.
Rezonanses frekvence ir apgriezti proporcionāla spējai uzglabāt lādiņu. No Fp noteikšanas formulas tiek aprēķināts, kādas Sk vērtības (kondensatora kapacitāte) ir nepieciešamas ķēdes darbībai.
Impulsu ķēžu aprēķināšanai tiek izmantota ķēdes laika konstante, kas nosaka RC ietekmi uz impulsa struktūru. Ja ir zināma ķēdes pretestība un kondensatora uzlādes laiks, kapacitāti aprēķina, izmantojot laika konstantes formulu. Rezultāta patiesumu ietekmē cilvēciskais faktors.
Meistari izmanto kondensatoru paralēlos un sērijveida savienojumus. Aprēķinu formulas ir apgrieztas rezistoru formulām.
Sērijas savienojums samazina kapacitāti elementu savienojumā, paralēlā ķēde summē vērtības.
Kā ar multimetru izmērīt kondensatora kapacitāti?
Mērot parametrus, kondensators tiek sākotnēji izlādēts, aizverot vadus ar skrūvgriezi ar izolāciju uz roktura. Ja tas nav izdarīts, mazjaudas multimetrs neizdosies.
Atbilde uz jautājumu par to, kā pārbaudīt kondensatora kapacitāti ar multimetru ar režīmu "Cx", ir šāda:
- Ieslēdziet "Cx" režīmu un izvēlieties mērījumu robežu - 2000 pF - 20 μF standarta ierīcē;
- Ievietojiet kondensatoru ierīces ligzdās vai pievienojiet zondes pie kondensatora spailēm un skatiet vērtību ierīces skalā.
Amperovoltmetrs vai multimetrs nosaka īssavienojuma vai atvērtas ķēdes klātbūtni korpusa iekšpusē.
Ierīces ķēdē ir iekļauts polārais kondensators, ņemot vērā strāvas virzienu. Ražotāji marķē izstrādājuma elektrodus. Kondensators, kas paredzēts 1-3 V spriegumam, neizdosies, ja apgrieztā strāva ir lielāka nekā parasti.
Pirms raksturlielumu mērīšanas polārais elektrolītiskais kondensators tiek atlodēts no plāksnes. Ieslēdziet multimetru, lai izmērītu pretestību vai pārbaudītu pusvadītājus. Uzlieciet zondes uz polārā kondensatora elektrodiem - plus pret plus, mīnus pret mīnusu. Laba kapacitāte parādīs vienmērīgu pretestības pieaugumu. Samazinoties uzlādes strāvai, EMF palielinās un sasniedz strāvas avota spriegumu.
Atvērums kondensatorā izskatīsies kā bezgalīga multimetra pretestība. Ierīce nereaģēs vai analogās kopijas rādītājs tik tikko kustēsies.
Kad elements sabojājas, izmērītais parametrs neatbilst nominālajai vērtībai apakšējā virzienā, proporcionāli sadalījuma vērtībai.
Ja uzdodat sev jautājumu, kā ar multimetru izmērīt komplekso vai līdzvērtīgu sērijas pretestību (kondensatora ESR), tad bez prefiksa to izdarīt ir problemātiski. Kondensatoram ir reaktīvās īpašības pie augstfrekvences strāvas.
Citas mērīšanas metodes
Kondensatora kapacitātes mērītājs tiek montēts pēc impulsa ierīču shēmām. RC ķēžu secības ar mainīgiem rezistoriem rada signālu sēriju izstrādājuma izejā ar pakāpenisku frekvences maiņu. Lai iestatītu ierīci, izmantojiet multimetru, ar kuru tiks izmantots prefikss.
Konstrukcijai savukārt tiek pieslēgts pārbaudītu kondensatoru komplekts un katrā apakšdiapazonā tiek regulēta darbības precizitāte.
Polāro elektrolītisko elementu kapacitātes mērītājs, ko dari pats, ir shematiski ieviests un konfigurēts kā daļa no prefiksa bez svārstību ķēdes. Izejā impulsa sprieguma vietā ir pastāvīgs spriegums.
Digitālajos kapacitātes mērītājos barošanas avots ir ļoti stabils. Elementu "peldošie" parametri, no kuriem ķēde ir samontēta, radīs kļūdu, kas ir nepieņemama mērījumu precizitātei.
Uz loģiskajiem elementiem ESR mērīšanai tiek izveidoti maiņstrāvas impulsu avoti.
Lēti kondensatora kapacitātes mērītāji, piemēram, RLC tilta ierīces ar papildu SMD pretestības pārbaudes funkciju, tīkla uzlādi un LCD displeju, paši ir pirksta lielumā. Viņi veic profesionāla metroloģiskā kompleksa funkcijas. Spēj darboties kā kapacitātes mērītājs elektrolītiskajiem kondensatoriem, gan polārajiem, gan mainīgajiem.
Līdzīgi raksti:
