So bestimmen Sie einfach die Kapazität eines Kondensators mit den verfügbaren Werkzeugen

Manchmal wenn eingeschaltet Kondensator Es gibt keine Markierung oder kein Vertrauen in die auf dem Gehäuse angegebenen Parameter. Es ist erforderlich, die tatsächliche Kapazität irgendwie herauszufinden. Aber wie geht das ohne spezielle Ausrüstung?

Wenn es ein Multimeter mit der Fähigkeit zur Kapazitätsmessung oder ein C-Meter mit einem geeigneten Bereich von Kapazitätsmessungen gibt, dann ist das Problem natürlich nicht mehr so. Aber was tun, wenn nur einfaches Haushaltsmultimeter und etwas Stromversorgung, aber ist es notwendig, hier und jetzt die Kapazität eines Kondensators zu messen? In diesem Fall werden die bekannten Gesetze der Physik Abhilfe schaffen, die es ermöglichen, die Kapazität mit einem ausreichenden Maß an Genauigkeit zu messen.

Zunächst betrachten wir einen einfachen Weg, um die Kapazität eines Elektrolytkondensators mit verfügbaren Werkzeugen zu messen. Wie Sie wissen, gibt es beim Laden eines Kondensators von einer Konstantspannungsquelle über einen Widerstand ein Muster, nach dem sich die Spannung am Kondensator exponentiell der Spannung der Quelle nähert und im Grenzfall eines Tages schließlich diese erreicht.

Um nicht lange zu warten, können Sie Ihre Aufgabe vereinfachen. Es ist bekannt, dass für eine Zeit von 3 * RC die Spannung am Kondensator während des Ladens 95% der an die RC-Schaltung angelegten Spannung erreicht. Wenn Sie also die Spannung des Netzteils, die Widerstandsleistung und die Stoppuhr kennen, können Sie die Zeitkonstante oder besser gesagt die dreifache Zeitkonstante für eine höhere Genauigkeit leicht messen und dann die Kapazität des Kondensators nach der bekannten Formel berechnen.

Betrachten Sie zum Beispiel das folgende Experiment. Nehmen wir an, wir haben Elektrolytkondensator, auf dem es eine Art Markierung gibt, aber wir vertrauen ihr nicht besonders, da der Kondensator schon lange in den Behältern liegt und Sie nie wissen, ob er ausgetrocknet ist. Im Allgemeinen müssen Sie seine Kapazität messen. Zum Beispiel sagt der Kondensator 6800uf 50V, aber Sie müssen es sicher wissen.

Schritt Nummer 1. Wir nehmen einen 10 kΩ Widerstand, messen seinen Widerstand mit einem Multimeter, weil wir unserem Multimeter in diesem Experiment zunächst vertrauen werden. Zum Beispiel haben wir einen Widerstand von 9840 Ohm.

Schritt Nummer 2. Schalten Sie die Stromversorgung ein. Da wir dem Multimeter mehr vertrauen als der Kalibrierung der Skala (falls vorhanden) des Netzteils, versetzen Sie das Multimeter in den Modus zur Messung der Gleichspannung und schließen Sie es an die Klemmen des Netzteils an. Wir stellen die Spannung des Netzteils auf 12 Volt ein, damit das Multimeter genau 12,00 V anzeigt. Wenn die Spannung des Netzteils nicht geregelt ist, messen Sie sie einfach und zeichnen Sie sie auf.

Schritt Nummer 3. Wir bauen eine RC-Kette aus einem Widerstand und einem Kondensator zusammen, deren Kapazität gemessen werden muss. Wir schließen den Kondensator kurz, damit er leicht gedreht werden kann.

Schritt Nummer 4. Wir verbinden die RC-Kette mit dem Netzteil. Der Kondensator ist immer noch kurzgeschlossen. Wir messen erneut die an die RC-Kette gelieferte Spannung mit einem Multimeter und legen diesen Wert für die Genauigkeit auf Papier fest. Zum Beispiel blieb es 12,00 V oder das gleiche wie zu Beginn.

Schritt Nummer 5. Wir berechnen 95% dieser Spannung, wenn beispielsweise 12 Volt, dann sind 95% 11,4 Volt. Jetzt wissen wir, dass der Kondensator in einer Zeit von 3 * RC bis zu 11,4 V auflädt.

Schritt Nummer 6. Wir nehmen eine Stoppuhr in die Hand und klappen den Kondensator auf. Gleichzeitig starten wir den Countdown. Wir legen die Zeit fest, während der die Spannung am Kondensator 11,4 V erreicht. Dies ist 3 * RC.

Schritt Nummer 7. Wir machen Berechnungen. Die resultierende Zeit in Sekunden wird durch den Widerstand des Widerstands in Ohm und durch 3 geteilt. Wir erhalten den Wert der Kondensatorkapazität in Farad.

Zum Beispiel: Die Zeit betrug 220 Sekunden (3 Minuten und 40 Sekunden). Teilen Sie 220 durch 3 und durch 9840, wir erhalten die Kapazität in Farad. In unserem Beispiel stellte sich heraus, dass 0,007452 F, dh 7452 Mikrofarad, und 6800 Mikrofarad auf den Kondensator geschrieben sind.Somit lag die akzeptable Abweichung von 20% innerhalb der Kapazitätsabweichung, da sie ungefähr 9,6% betrug.

Aber was ist mit unpolare Kondensatoren kleine Kapazitäten? Wenn der Kondensator aus Keramik oder Polypropylen besteht, helfen hier Wechselstrom und Kapazitätskenntnisse.

Zum Beispiel gibt es einen Kondensator, dessen Kapazität angeblich mehrere Nanofarad beträgt, und es ist bekannt, dass er in einem Wechselstromkreis arbeiten kann. Zur Durchführung der Messungen wird ein Netzwerktransformator mit einer Sekundärwicklung von beispielsweise 12 Volt, einem Multimeter und demselben 10-kΩ-Widerstand benötigt.

Schritt Nummer 1. Wir bauen die RC-Schaltung zusammen und verbinden sie mit der Sekundärwicklung des Transformators. Dann schalten wir den Transformator im Netzwerk ein.

Schritt Nummer 2. Wir messen die Wechselspannung am Kondensator mit einem Multimeter und dann am Widerstand.

Schritt Nummer 3. Wir machen Berechnungen. Zuerst berechnen wir den Strom durch den Widerstand, - dividieren die Spannung über ihn durch den Wert seines Widerstands. Da die Schaltung seriell ist, ist der Wechselstrom durch den Kondensator genau der gleiche Wert. Teilen Sie die Spannung über dem Kondensator durch den Strom durch den Widerstand (der Strom durch den Kondensator ist der gleiche), wir erhalten den Wert der Kapazität Xc. Bei Kenntnis der Kapazität und der Stromfrequenz (50 Hz) berechnen wir die Kapazität unseres Kondensators.

Zum Beispiel: am Widerstand 7 Volt und am Kondensator 5 Volt. Wir haben berechnet, dass der Strom durch den Widerstand in diesem Fall 700 μA und damit durch den Kondensator beträgt - der gleiche. Die Kapazität des Kondensators bei einer Frequenz von 50 Hz beträgt also 5 / 0,0007 = 7142,8 Ohm. Die Kapazität Xc = 1 / 6,28 fC, daher C = 445 nF, d. H. 470 nF nominal.

Die hier beschriebenen Methoden sind sehr grob, so dass Sie sie nur verwenden können, wenn es einfach keine anderen Optionen gibt. In anderen Fällen ist es besser, spezielle Messinstrumente zu verwenden.

Siehe auch: Verwendung eines Multimeters