La capacitat és una mesura de la capacitat d'un condensador per emmagatzemar càrregues. La capacitat es mesura en farads, el nom del membre honorari de la Universitat de Sant Petersburg, el físic anglès Michael Faraday.
Contingut
Què és la capacitat?
Si traieu un únic conductor elèctric infinitament llunyà, excloeu la influència dels cossos carregats entre si, aleshores el potencial del conductor remot esdevindrà proporcional a la càrrega. Però per als conductors que difereixen en mida, els potencials no coincideixen.
La unitat SI de la capacitat d'un condensador és el farad. El factor de proporcionalitat es denota amb la lletra C: aquesta és la capacitat, que es veu afectada per la mida i l'estructura externa del conductor. El material, l'estat de fase de la substància de l'elèctrode no té cap paper: les càrregues es distribueixen a la superfície. Per tant, a les normes CGS internacionals, la capacitat no es mesura en farads, sinó en centímetres.
Una bola solitària amb un radi de 9 milions de km (1400 radis terrestres) conté 1 farad.Un element conductor separat manté càrregues en quantitats insuficients per al seu ús en tecnologia. Tecnologia del segle XXI es crea la capacitat dels condensadors amb unitats de mesura superiors a 1 farad.
Una estructura d'almenys 2 elèctrodes i un dielèctric de separació és capaç d'acumular la quantitat d'electricitat necessària per al funcionament dels circuits electrònics. En aquest disseny, les partícules positives i negatives s'atreuen mútuament i es mantenen. El dielèctric entre el parell electró-positró no permet l'aniquilació. Aquest estat de càrrega s'anomena lligat.
Anteriorment, per mesurar magnituds elèctriques s'utilitzaven equips voluminosos que no eren gaire precisos. Ara, fins i tot un radioaficionat novell sap com mesurar la capacitat amb un provador.
Marques de condensadors
Conèixer les característiques dels dispositius electrònics és necessari per a un funcionament precís i segur.
La determinació de la capacitat d'un condensador inclou mesurar el valor amb instruments i llegir les marques de la caixa. Els valors indicats i els obtinguts durant les mesures difereixen. Això es deu a la imperfecció de les tecnologies de producció i a la variació operativa dels paràmetres (desgast, efectes de temperatura).
La capacitat nominal i els paràmetres de tolerància s'indiquen a la caixa. En els electrodomèstics, s'utilitzen dispositius amb una desviació de fins a un 20%. A la indústria espacial, equips militars i automatització d'objectes perillosos, es permet una dispersió de característiques del 5-10%. Els diagrames de treball no contenen valors de tolerància.
La capacitat nominal està codificada segons els estàndards IEC: la Comissió Electrotècnica Internacional, que reuneix organitzacions nacionals segons els estàndards de 60 països.
L'estàndard IEC utilitza la notació:
- Codificació de 3 dígits. 2 caràcters al principi - el nombre de pF, el tercer - el nombre de zeros, 9 al final - el valor és inferior a 10 pF, 0 al davant - no més d'1 pF. Codi 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF o 33 nF, o 0,033 uF. Per facilitar la lectura, el punt decimal del codi se substitueix per la lletra "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 dígits a la marca. L'últim és el nombre de zeros. 3 primer - valor en pF. 3353 - 335000pF, 335nF o 0,335uF.
- Ús de lletres en el codi. La lletra µ és uF, n és nanofarad, p és pF. 34p5 - 34,5 pF, 1 µ5 - 1,5 µF.
- Els productes ceràmics de planador estan codificats amb les lletres A-Z en 2 registres i un número que indica la potència de 10. K3 - 2400 pF.
- Els dispositius electrolítics SMD es marquen de 2 maneres: números - capacitat nominal en pF i al costat o en 2 línies si hi ha espai - el valor de la tensió nominal; la lletra que codifica la tensió i al costat de 3 dígits, 2 determinen la capacitat, i l'últim - el nombre de zeros. A205 significa 10V i 2uF.
- Els productes de muntatge superficial estan marcats amb un codi de lletres i números: CA7 - 10 uF i 16 V.
- Codificacions - color del cos.
Les marques IEC, les designacions nacionals i els codis de marca fan que els codis de memorització no tinguin sentit. Els dissenyadors i reparadors de maquinari requereixen fonts de referència.
Càlcul de la fórmula
El càlcul de la capacitat nominal de l'element es requereix en 2 casos:
- Els dissenyadors d'equips electrònics calculen el paràmetre en crear circuits.
- Els mestres en absència de condensadors de potència i capacitat adequades utilitzen el càlcul de l'element per seleccionar les peces disponibles.
Els circuits RC es calculen utilitzant el valor d'impedància - resistència complexa (Z). Ra és la pèrdua de corrent per escalfar els participants del circuit. Ri i Re - tenen en compte la influència de la inductància i la capacitat dels elements. Als terminals de la resistència del circuit RC, la tensió Ur és inversament proporcional a Z.
La resistència tèrmica augmenta el potencial a la càrrega i la reactiva el redueix. El funcionament del condensador a freqüències superiors a la ressonància, quan augmenta el component reactiu de la resistència complexa, provoca pèrdues de tensió.
La freqüència de ressonància és inversament proporcional a la capacitat d'emmagatzemar càrrega. A partir de la fórmula per determinar Fp, es calcula quins valors de Sk (capacitat del condensador) són necessaris per al funcionament del circuit.
Per calcular circuits de polsos, s'utilitza la constant de temps del circuit, que determina l'efecte de RC sobre l'estructura del pols. Si es coneixen la resistència del circuit i el temps de càrrega del condensador, la capacitat es calcula mitjançant la fórmula de la constant de temps. La veritat del resultat està influenciada pel factor humà.
Els mestres utilitzen connexions paral·leles i sèrie de condensadors. Les fórmules de càlcul són inverses a les fórmules de les resistències.
Una connexió en sèrie fa que la capacitat sigui més petita en la connexió dels elements, un circuit paral·lel suma els valors.
Com mesurar la capacitat d'un condensador amb un multímetre?
Quan es mesuren els paràmetres, el condensador es descarrega prèviament tancant els cables amb un tornavís amb aïllament al mànec. Si això no es fa, fallarà el multímetre de baixa potència.
La resposta a la pregunta de com comprovar la capacitat d'un condensador amb un multímetre amb el mode "Cx" és la següent:
- Activeu el mode "Cx" i seleccioneu el límit de mesura - 2000 pF - 20 μF en un dispositiu estàndard;
- Inseriu el condensador a les preses del dispositiu o connecteu les sondes als terminals del condensador i observeu el valor a l'escala del dispositiu.
Un amperovoltímetre o multímetre determina la presència d'un curtcircuit o circuit obert dins de la caixa.
S'inclou un condensador polar al circuit del dispositiu, tenint en compte la direcció del corrent. Els fabricants marquen els elèctrodes del producte. Un condensador dissenyat per a una tensió d'1-3 V fallarà si el corrent invers és superior al normal.
Abans de mesurar les característiques, el condensador electrolític polar es dessolda de la placa. Enceneu el multímetre per mesurar la resistència o provar els semiconductors. Apliqueu les sondes als elèctrodes del condensador polar: més a més, menys a menys. Una bona capacitat mostrarà un augment suau de la resistència. A mesura que el corrent de càrrega disminueix, l'EMF augmenta i arriba a la tensió de la font d'alimentació.
Una obertura al condensador semblarà una resistència infinita al multímetre. El dispositiu no respondrà o el punter de la còpia analògica amb prou feines es mourà.
Quan l'element es trenca, el paràmetre mesurat no es correspon amb el valor nominal en la direcció inferior, en proporció al valor d'avaria.
Si us pregunteu com mesurar la resistència en sèrie complexa o equivalent (ESR d'un condensador) amb un multímetre, és problemàtic fer-ho sense prefix. El condensador presenta propietats reactives a corrent d'alta freqüència.
Altres mètodes de mesura
El mesurador de capacitat de condensadors de bricolatge es munta segons els esquemes dels dispositius de polsos. Les seqüències de circuits RC amb resistències variables creen una sèrie de senyals a la sortida del producte amb un canvi de freqüència. Per configurar el dispositiu, utilitzeu un multímetre amb el qual s'utilitzarà el prefix.
Un conjunt de condensadors provats es connecta al seu torn a l'estructura i s'ajusta la precisió de funcionament a cada subrang.
Un mesurador de capacitat per a cèl·lules electrolítiques polars s'implementa i es configura esquemàticament com a part d'un prefix sense circuit oscil·latori. A la sortida, en comptes d'una tensió polsada, hi ha una tensió constant.
En els mesuradors de capacitat digitals, la font d'alimentació és altament estable. Els paràmetres "flotants" dels elements a partir dels quals es munta el circuit donaran un error inacceptable per a la precisió de la mesura.
En els elements lògics, es creen fonts de corrent polsat altern per mesurar l'ESR.
Els mesuradors de capacitat de condensadors econòmics, com els dispositius de pont RLC amb una funció addicional de prova de resistència SMD, càrrega de xarxa i una pantalla LCD, tenen la mida d'un dit. Realitzen les funcions d'un complex metrològic professional. Capaç d'actuar com a mesurador de capacitat per a condensadors electrolítics, tant polars com variables.
Articles semblants:
