Kako lako odrediti kapacitet kondenzatora pomoću dostupnih alata

Ponekad kad kondenzator nema označavanja ili pouzdanja u parametre naznačene na njegovom slučaju, potrebno je nekako otkriti stvarni kapacitet. Ali kako to učiniti bez posebne opreme?

Naravno, ako je pri ruci multimetar sa sposobnošću mjerenja kapacitivnosti ili C-metar s prikladnim rasponom mjerenja kapaciteta, tada problem prestaje biti takav. Ali što učiniti ako samo jednostavan multimetar za domaćinstvo i nešto napajanja, ali je li potrebno izmjeriti kapacitet kondenzatora ovdje i sada? U tom će slučaju doći do pomoći dobro poznatim zakonima fizike koji će omogućiti mjerenje kapaciteta s dovoljnim stupnjem točnosti.

Prvo, razmotrimo jednostavan način za mjerenje kapaciteta elektrolitičkog kondenzatora pomoću dostupnih alata. Kao što znate, prilikom punjenja kondenzatora iz izvora stalnog napona kroz otpornik postoji obrazac prema kojem će se napon na kondenzatoru eksponencijalno približiti naponu izvora, a u granici će ga jednog dana napokon stići.

No kako ne biste dugo čekali, svoj zadatak možete pojednostaviti. Poznato je da će za vrijeme jednako 3 * RC napon na kondenzatoru tijekom punjenja dostići 95% napona primijenjenog na RC krug. Dakle, znajući napon jedinice napajanja, ocjenu otpornika i naoružani štopericom možete za veću točnost lako izmjeriti vremensku konstantu, točnije tri puta vremensku konstantu, a zatim izračunati kapacitet kondenzatora prema dobro poznatoj formuli.

Na primjer, razmotrite eksperiment u nastavku. Recimo da imamo elektrolitički kondenzator, na kojem postoji neka vrsta označavanja, ali ne vjerujemo posebno u to, jer kondenzator već dugo leži u kantama i nikad ne znate je li se osušio, općenito, trebate izmjeriti njegov kapacitet. Na primjer, kondenzator kaže 6800uf 50v, ali to morate znati sigurno.

Korak broj 1. Uzmemo otpornik od 10 kΩ, mjerimo njegov otpor multimetrom, jer ćemo u ovom eksperimentu u početku vjerovati našem multimetru. Na primjer, dobili smo otpor od 9840 Ohma.

Korak broj 2. Uključite napajanje. Budući da vjerujemo u multimetar više nego u kalibraciju ljestvice (ako postoji) napajanja, multimetar stavite u način mjerenja izravnog napona i povežite ga s priključcima napajanja. Postavljamo napon napajanja na 12 volti, tako da multimetar točno pokazuje 12,00 V. Ako napon napajanja nije reguliran, jednostavno ga izmjerite i zabilježite.

Korak broj 3. Sastavljamo RC lanac otpornika i kondenzatora, čiji se kapacitet treba izmjeriti. Kratko spojimo kondenzator tako da se može lako okrenuti.

Korak broj 4. Spajamo RC lanac na napajanje. Kondenzator je i dalje kratkotrajan. Još jednom mjerimo multimetar napon koji se isporučuje u lancu RC i fiksiramo ovu vrijednost za točnost na papiru. Primjerice, ostalo je 12,00 V, odnosno isto kao i na početku.

Korak broj 5. Izračunavamo 95% ovog napona, na primjer, ako je 12 volti, tada je 95% 11,4 volta. Sada znamo da će u vremenu jednakom 3 * RC kondenzator napuniti do 11,4 V.

Korak broj 6. Uzimamo štopericu u ruke i otvaramo kondenzator, započinjemo odbrojavanje u isto vrijeme. Popravljamo vrijeme tijekom kojeg napon preko kondenzatora doseže 11,4 V, to će biti 3 * RC.

Korak broj 7. Izrađujemo izračune. Dobiveno vrijeme u sekundama dijeli se s otporom otpornika u ohma i s 3. Dobivamo vrijednost kondenzatora kondenzatora u faradama.

Na primjer: vrijeme je ispalo 220 sekundi (3 minute i 40 sekundi). Podijelimo 220 na 3 i na 9840, dobili smo kapacitet u faradama. U našem primjeru pokazalo se da je na kondenzatoru zapisano 0,007452 F, to jest 7452 mikrofarada, a 6800 mikrofaradi.Dakle, prihvatljivo odstupanje od 20% bilo je unutar odstupanja kapaciteta, jer je iznosilo otprilike 9,6%.

Ali što je s tim? nepolarni kondenzatori mali kapaciteti? Ako je kondenzator keramički ili polipropilenski, tada će izmjenična struja i znanje o kapacitivnosti ovdje pomoći.

Na primjer, postoji kondenzator, njegov kapacitet je navodno nekoliko nanofarada, a poznato je da može raditi u izmjeničnom krugu. Za provođenje mjerenja trebat će mrežni transformator s sekundarnim namotom, recimo, 12 volti, multimeterom i istim otpornikom od 10 kΩ.

Korak broj 1. Sastavljamo RC krug i spajamo ga na sekundarno navijanje transformatora. Zatim uključujemo transformator u mreži.

Korak broj 2. Izmjerimo napon na kondenzatoru s multimeterom, a zatim na otporniku.

Korak broj 3. Izrađujemo izračune. Prvo izračunavamo struju kroz otpornik - podijelimo napon preko njega prema vrijednosti njegovog otpora. Budući da je krug serijski, izmjenična struja kroz kondenzator je potpuno iste vrijednosti. Podijelimo napon preko kondenzatora strujom kroz otpornik (struja kroz kondenzator je ista), dobivamo vrijednost kapacitivnosti Xc. Znajući kapacitivnost i trenutnu frekvenciju (50 Hz), izračunavamo kapacitet našeg kondenzatora.

Na primjer: na otporniku 7 volti, a na kondenzatoru 5 volti. Izračunali smo da je struja kroz otpornik u ovom slučaju 700 μA, a samim tim kroz kondenzator - ista. Dakle, kondenzator kondenzatora na frekvenciji 50 Hz je 5 / 0.0007 = 7142,8 Ohma. Kapacitet Xc = 1 / 6.28fC, dakle C = 445 nF, tj. Nazivni 470 nF.

Ovdje opisane metode su vrlo grube, pa ih možete koristiti samo kad jednostavno nema drugih opcija. U drugim je slučajevima bolje koristiti posebne mjerne instrumente.

Vidi također: Kako koristiti multimetar