Cómo determinar fácilmente la capacitancia de un capacitor usando las herramientas disponibles

A veces cuando en condensador no hay marca o no hay confianza en los parámetros indicados en su caso, se requiere de alguna manera averiguar la capacidad real. Pero, ¿cómo hacerlo sin un equipo especial?

Por supuesto, si hay un multímetro con la capacidad de medir la capacitancia o un medidor C con un rango adecuado de mediciones de capacitancia, entonces el problema deja de ser tal. Pero que hacer si solo multímetro doméstico simple y alguna fuente de alimentación, pero ¿es necesario medir la capacitancia de un capacitor aquí y ahora? En este caso, las conocidas leyes de la física vendrán al rescate, lo que permitirá medir la capacitancia con un grado suficiente de precisión.

Primero, consideramos una manera simple de medir la capacitancia de un capacitor electrolítico usando las herramientas disponibles. Como sabe, cuando se carga un condensador desde una fuente de voltaje constante a través de una resistencia, hay un patrón según el cual el voltaje en el condensador se acercará exponencialmente al voltaje de la fuente, y en el límite, algún día, finalmente lo alcanzará.

Pero para no esperar mucho, puede simplificar su tarea. Se sabe que durante un tiempo igual a 3 * RC, el voltaje en el condensador durante la carga alcanzará el 95% del voltaje aplicado al circuito RC. Entonces, conociendo el voltaje de la fuente de alimentación, la resistencia nominal y armado con un cronómetro, puede medir fácilmente la constante de tiempo, o más bien tres veces la constante de tiempo para una mayor precisión, y luego calcular la capacitancia del condensador de acuerdo con la fórmula bien conocida.

Por ejemplo, considere el siguiente experimento. Digamos que tenemos condensador electrolítico, en el que hay algún tipo de marcado, pero realmente no confiamos en él, ya que el capacitor ha estado en los contenedores durante mucho tiempo, y nunca se sabe si se ha secado, en general, debe medir su capacidad. Por ejemplo, el condensador dice 6800 uf 50 v, pero debe saberlo con certeza.

Paso número 1. Tomamos una resistencia de 10 kΩ, medimos su resistencia con un multímetro, porque inicialmente confiaremos en nuestro multímetro en este experimento. Por ejemplo, tenemos una resistencia de 9840 ohmios.

Paso número 2. Encienda la fuente de alimentación. Dado que confiamos en el multímetro más que calibrar la escala (si la hay) de la fuente de alimentación, coloque el multímetro en el modo de medición de voltaje directo y conéctelo a los terminales de la fuente de alimentación. Configuramos el voltaje de la fuente de alimentación a 12 voltios, de modo que el multímetro muestre con precisión 12.00 V. Si el voltaje de la fuente de alimentación no está regulado, simplemente mídalo y regístrelo.

Paso número 3. Ensamblamos una cadena RC de una resistencia y un condensador, cuya capacidad debe medirse. Cortocircuitamos el condensador para que pueda girarse fácilmente.

Paso número 4. Conectamos la cadena RC a la fuente de alimentación. El condensador todavía está en cortocircuito. Una vez más medimos el voltaje suministrado a la cadena RC con un multímetro y fijamos este valor para la precisión en papel. Por ejemplo, permaneció 12.00 V, o lo mismo que era al principio.

Paso número 5. Calculamos el 95% de este voltaje, por ejemplo, si 12 voltios, entonces el 95% es 11,4 voltios. Ahora sabemos que en un tiempo igual a 3 * RC, el capacitor cargará hasta 11.4 V.

Paso número 6. Tomamos un cronómetro en nuestras manos, y desplegamos el condensador, comenzamos la cuenta regresiva al mismo tiempo. Arreglamos el tiempo durante el cual el voltaje a través del condensador alcanza 11.4 V, esto será 3 * RC.

Paso número 7. Hacemos calculos. El tiempo resultante en segundos se divide por la resistencia de la resistencia en ohmios y por 3. Obtenemos el valor de la capacitancia del condensador en faradios.

Por ejemplo: el tiempo resultó 220 segundos (3 minutos y 40 segundos). Divide 220 entre 3 y entre 9840, obtenemos la capacidad en faradios. En nuestro ejemplo, resultó 0.007452 F, es decir 7452 microfaradios, y 6800 microfaradios están escritos en el condensador.Por lo tanto, la desviación aceptable del 20% estaba dentro de la desviación de capacidad, ya que ascendía a aproximadamente el 9,6%.

Pero que hay de condensadores no polares pequeñas capacidades? Si el condensador es de cerámica o polipropileno, entonces la corriente alterna y el conocimiento de la capacitancia ayudarán aquí.

Por ejemplo, hay un condensador, su capacidad es supuestamente de varios nanofaradios, y se sabe que puede funcionar en un circuito de CA. Para realizar las mediciones, se requerirá un transformador de red con un devanado secundario, por ejemplo, 12 voltios, un multímetro y la misma resistencia de 10 kΩ.

Paso número 1. Ensamblamos el circuito RC y lo conectamos al devanado secundario del transformador. Luego encendemos el transformador en la red.

Paso número 2. Medimos la tensión alterna en el condensador con un multímetro, luego en la resistencia.

Paso número 3. Hacemos calculos. Primero, calculamos la corriente a través de la resistencia, dividiendo el voltaje a través de ella por el valor de su resistencia. Como el circuito es serial, la corriente alterna a través del condensador es exactamente el mismo valor. Divida el voltaje a través del capacitor por la corriente a través de la resistencia (la corriente a través del capacitor es la misma), obtenemos el valor de capacitancia Xc. Conociendo la capacitancia y la frecuencia actual (50 Hz), calculamos la capacitancia de nuestro capacitor.

Por ejemplo: en la resistencia de 7 voltios, y en el condensador de 5 voltios. Calculamos que la corriente a través de la resistencia en este caso es de 700 μA y, por lo tanto, a través del condensador, es la misma. Entonces la capacitancia del capacitor a una frecuencia de 50 Hz es 5 / 0.0007 = 7142.8 Ohms. Capacitancia Xc = 1 / 6.28fC, por lo tanto C = 445 nF, es decir, 470 nF nominal.

Los métodos descritos aquí son muy crudos, por lo que solo puede usarlos cuando simplemente no hay otras opciones. En otros casos, es mejor usar instrumentos de medición especiales.

Ver también: Cómo usar un multímetro