Kā viegli noteikt kondensatora kapacitāti, izmantojot pieejamos rīkus

Dažreiz, kad ieslēgts kondensators nav marķējuma vai nav pārliecības par parametriem, kas norādīti uz tā gadījuma, ir nepieciešams kaut kā noskaidrot reālo jaudu. Bet kā to izdarīt bez īpaša aprīkojuma?

Protams, ja pie rokas ir multimetrs ar iespēju izmērīt kapacitāti, vai C-skaitītājs ar piemērotu kapacitātes mērījumu diapazonu, tad problēma vairs nav tāda. Bet ko darīt, ja tikai vienkāršs sadzīves multimetrs un daži barošanas avoti, bet vai šeit un tagad ir nepieciešams izmērīt kondensatora kapacitāti? Šajā gadījumā glābšanā nonāks labi zināmie fizikas likumi, kas ļaus izmērīt kapacitāti ar pietiekamu precizitātes pakāpi.

Pirmkārt, mēs apsveram vienkāršu veidu, kā izmērīt elektrolītiskā kondensatora kapacitāti, izmantojot pieejamos instrumentus. Kā jūs zināt, uzlādējot kondensatoru no pastāvīga sprieguma avota caur rezistoru, ir modelis, saskaņā ar kuru kondensatora spriegums eksponenciāli tuvosies avota spriegumam, un ierobežojumā, kādu dienu, tas beidzot to sasniegs.

Bet, lai ilgi negaidītu, jūs varat vienkāršot savu uzdevumu. Ir zināms, ka uz laiku, kas vienāds ar 3 * RC, spriegums kondensatoram uzlādes laikā sasniegs 95% no RC ķēdē pielietotā sprieguma. Tātad, zinot barošanas avota spriegumu, rezistora reitingu un bruņojoties ar hronometru, jūs varat viegli izmērīt laika konstanti vai drīzāk trīs reizes lielāku laika precizitāti, lai iegūtu lielāku precizitāti, un pēc tam aprēķināt kondensatora kapacitāti pēc labi zināmās formulas.

Piemēram, apsveriet tālāk esošo eksperimentu. Teiksim, ka mums ir elektrolītiskais kondensators, uz kura ir kaut kāda veida marķēšana, taču mēs tam īpaši neuzticamies, jo kondensators jau ilgu laiku ir atradies tvertnēs un jūs nekad nezināt, vai tas ir izžuvis, un kopumā jums ir jāmēra tā jauda. Piemēram, kondensators saka 6800uf 50v, bet jums tas noteikti jāzina.

1. solis. Mēs uzņemam 10 kΩ rezistoru, izmērām tā pretestību ar multimetru, jo sākotnēji mēs uzticēsimies savam multimetram šajā eksperimentā. Piemēram, mēs saņēmām 9840 omu pretestību.

2. solis. Ieslēdziet barošanas avotu. Tā kā multimetrs uzticas vairāk nekā barošanas avota skalas (ja tāds ir) kalibrēšanai, nostādiet multimetru tiešā sprieguma mērīšanas režīmā un pievienojiet to barošanas avota spailēm. Mēs iestatām barošanas avota spriegumu līdz 12 voltiem, lai multimetrs precīzi parādītu 12.00 V. Ja barošanas avota spriegums netiek regulēts, tad vienkārši izmēriet to un reģistrējiet.

3. solis. Mēs saliekam rezistora un kondensatora RC ķēdi, kuru kapacitāte ir jāmēra. Mēs īsslēdzam kondensatoru, lai to varētu viegli apgriezt.

4. solis. Mēs savienojam RC ķēdi ar barošanas avotu. Kondensators joprojām ir saīsināts. Mēs vēlreiz izmērām RC ķēdē piegādāto spriegumu ar multimetru un fiksējam šo precizitātes vērtību uz papīra. Piemēram, tas palika 12.00 V vai tāds pats kā tas bija sākumā.

5. solis. Mēs aprēķinām 95% no šī sprieguma, piemēram, ja 12 volti, tad 95% ir 11,4 volti. Tagad mēs zinām, ka laikā, kas vienāds ar 3 * RC, kondensators uzlādēsies līdz 11,4 V.

6. solis. Mēs paņemam hronometru savās rokās un atlocot kondensatoru, mēs vienlaikus sākam atpakaļskaitīšanu. Mēs fiksējam laiku, kurā spriegums visā kondensatorā sasniedz 11,4 V, tas būs 3 * RC.

7. solis. Mēs veicam aprēķinus. Iegūtais laiks sekundēs tiek dalīts ar rezistora pretestību omi un ar 3. Mēs iegūstam kondensatora kapacitātes vērtību fāzēs.

Piemēram: laiks izrādījās 220 sekundes (3 minūtes un 40 sekundes). Sadaliet 220 ar 3 un 9840, mēs iegūstam jaudu fāzēs. Mūsu piemērā izrādījās 0,007452 F, tas ir, 7452 microfarads, un 6800 microfarads ir uzrakstīts uz kondensatora.Tādējādi pieļaujamā 20% novirze bija ietilpības novirzes robežās, jo tā bija aptuveni 9,6%.

Bet kā ir ar nepolārie kondensatori mazas ietilpības? Ja kondensators ir keramikas vai polipropilēna, tad šeit palīdzēs maiņstrāva un zināšanas par kapacitāti.

Piemēram, ir kondensators, tā ietilpība, domājams, ir vairākas nanodaļas, un ir zināms, ka tas var darboties maiņstrāvas ķēdē. Mērījumu veikšanai būs nepieciešams tīkla transformators ar sekundāro tinumu, teiksim, 12 voltiem, multimetru un visu to pašu 10 kΩ rezistoru.

1. solis. Mēs saliekam RC ķēdi un savienojam to ar transformatora sekundāro tinumu. Tad mēs ieslēdzam transformatoru tīklā.

2. solis. Mēs mēram mainīgo spriegumu uz kondensatora ar multimetru, pēc tam uz rezistoru.

3. solis. Mēs veicam aprēķinus. Pirmkārt, mēs aprēķinām strāvu caur rezistoru, - sadaliet spriegumu visā tam ar tā pretestības vērtību. Tā kā ķēde ir sērijveida, maiņstrāva caur kondensatoru ir tieši tāda pati. Sadaliet spriegumu visā kondensatorā ar strāvu caur rezistoru (strāva caur kondensatoru ir vienāda), mēs iegūstam kapacitātes Xc vērtību. Zinot kapacitāti un strāvas frekvenci (50 Hz), mēs aprēķinām mūsu kondensatora kapacitāti.

Piemēram: uz rezistora 7 volti un uz kondensatora 5 volti. Mēs aprēķinājām, ka strāva caur rezistoru šajā gadījumā ir 700 μA, un tāpēc caur kondensatoru ir vienāda. Tātad kondensatora kapacitāte ar frekvenci 50 Hz ir 5 / 0,0007 = 7142,8 omi. Kapacitāte Xc = 1 / 6,28fC, tāpēc C = 445 nF, t.i., nominālā 470 nF.

Šeit aprakstītās metodes ir ļoti neapstrādātas, tāpēc jūs varat tās izmantot tikai tad, ja citu iespēju vienkārši nav. Citos gadījumos labāk ir izmantot īpašus mērinstrumentus.

Skatīt arī: Kā izmantot multimetru