Hoe de capaciteit van een condensator eenvoudig te bepalen met behulp van beschikbare tools

Soms wanneer aan condensator er is geen markering of geen vertrouwen in de parameters die op de behuizing zijn aangegeven, het is nodig om op de een of andere manier de werkelijke capaciteit te achterhalen. Maar hoe doe je het zonder speciale apparatuur?

Natuurlijk, als er een multimeter beschikbaar is met de mogelijkheid om de capaciteit te meten of een C-meter met een geschikt bereik van capaciteitsmetingen, dan is het probleem niet langer zo. Maar wat te doen als alleen eenvoudige huishoudelijke multimeter en wat voeding, maar is het noodzakelijk om de capaciteit van een condensator hier en nu te meten? In dit geval zullen de bekende natuurkundewetten te hulp komen, waardoor de capaciteit met een voldoende mate van nauwkeurigheid kan worden gemeten.

Eerst beschouwen we een eenvoudige manier om de capaciteit van een elektrolytische condensator te meten met behulp van beschikbare hulpmiddelen. Zoals u weet, is er bij het opladen van een condensator van een constante spanningsbron via een weerstand een patroon volgens welke de spanning op de condensator exponentieel de spanning van de bron zal benaderen en in de limiet op een dag uiteindelijk zal bereiken.

Maar om niet lang te wachten, kunt u uw taak vereenvoudigen. Het is bekend dat gedurende een tijd gelijk aan 3 * RC, de spanning op de condensator tijdens het laden 95% van de spanning op het RC-circuit zal bereiken. Dus, wetende de spanning van de voedingseenheid, de weerstand en gewapend met een stopwatch, kunt u eenvoudig de tijdconstante meten, of liever drie keer de tijdconstante voor een grotere nauwkeurigheid, en vervolgens de capaciteit van de condensator berekenen volgens de bekende formule.

Bekijk bijvoorbeeld het onderstaande experiment. Laten we zeggen dat we dat hebben gedaan elektrolytische condensator, waarop een soort markering staat, maar we vertrouwen het niet bijzonder, omdat de condensator lange tijd in de bakken heeft gelegen en je nooit weet of deze is opgedroogd, in het algemeen moet je de capaciteit meten. De condensator zegt bijvoorbeeld 6800uf 50v, maar u moet het zeker weten.

Stap nummer 1. We nemen een weerstand van 10 kΩ en meten de weerstand ervan met een multimeter, omdat we onze multimeter aanvankelijk in dit experiment zullen vertrouwen. We hebben bijvoorbeeld een weerstand van 9840 Ohm.

Stap nummer 2. Schakel de stroomtoevoer in. Omdat we de multimeter meer vertrouwen dan het kalibreren van de schaal (indien aanwezig) van de voeding, zet de multimeter in de modus voor het meten van gelijkspanning en sluit deze aan op de klemmen van de voeding. We stellen de spanning van de voeding in op 12 volt, zodat de multimeter nauwkeurig 12,00 V aangeeft. Als de spanning van de voeding niet wordt geregeld, meet u deze gewoon en neemt u deze op.

Stap nummer 3. We assembleren een RC-keten van een weerstand en een condensator, waarvan de capaciteit moet worden gemeten. We kortsluiten de condensator zodat deze gemakkelijk kan worden omgedraaid.

Stap nummer 4. We verbinden de RC-ketting met de voeding. De condensator is nog steeds kortgesloten. We meten opnieuw de spanning die aan de RC-ketting wordt geleverd met een multimeter en stellen deze waarde vast voor nauwkeurigheid op papier. Het bleef bijvoorbeeld 12,00 V, of hetzelfde als in het begin.

Stap nummer 5. We berekenen 95% van deze spanning, bijvoorbeeld als 12 volt, dan is 95% 11,4 volt. Nu weten we dat de condensator in een tijd gelijk aan 3 * RC tot 11,4 V zal opladen.

Stap nummer 6. We nemen een chronometer in onze handen en ontvouwen de condensator, we beginnen tegelijkertijd met aftellen. We stellen de tijd vast gedurende welke de spanning over de condensator 11,4 V bereikt, dit zal 3 * RC zijn.

Stap nummer 7. Wij maken berekeningen. De resulterende tijd in seconden wordt gedeeld door de weerstand van de weerstand in ohm en door 3. We krijgen de waarde van de condensatorcapaciteit in farads.

Bijvoorbeeld: de tijd bleek 220 seconden (3 minuten en 40 seconden). Deel 220 door 3 en door 9840, we krijgen de capaciteit in farads. In ons voorbeeld bleek 0,007452 F, dat wil zeggen 7452 microfarads, en 6800 microfarads zijn op de condensator geschreven.De aanvaardbare afwijking van 20% lag dus binnen de capaciteitsafwijking, aangezien deze ongeveer 9,6% bedroeg.

Maar hoe zit het met? niet-polaire condensatoren kleine capaciteiten? Als de condensator keramisch of polypropyleen is, zullen wisselstroom en kennis van capaciteit hier helpen.

Er is bijvoorbeeld een condensator, zijn capaciteit is vermoedelijk meerdere nanofarads en het is bekend dat deze in een wisselstroomcircuit kan werken. Om de metingen uit te voeren, is een netwerktransformator met een secundaire wikkeling, bijvoorbeeld 12 volt, een multimeter en allemaal dezelfde weerstand van 10 kΩ vereist.

Stap nummer 1. We assembleren het RC-circuit en verbinden het met de secundaire wikkeling van de transformator. Daarna schakelen we de transformator in het netwerk in.

Stap nummer 2. We meten de wisselspanning op de condensator met een multimeter en vervolgens op de weerstand.

Stap nummer 3. Wij maken berekeningen. Eerst berekenen we de stroom door de weerstand, - delen de spanning erover door de waarde van zijn weerstand. Omdat het circuit serieel is, is de wisselstroom door de condensator exact dezelfde waarde. Deel de spanning over de condensator door de stroom door de weerstand (de stroom door de condensator is hetzelfde), we verkrijgen de waarde van capaciteit Xc. Weten de capaciteit en stroomfrequentie (50 Hz), berekenen we de capaciteit van onze condensator.

Bijvoorbeeld: op de weerstand 7 volt en op de condensator 5 volt. We hebben berekend dat de stroom door de weerstand in dit geval 700 μA is, en daarom via de condensator, hetzelfde is. Dus de capaciteit van de condensator met een frequentie van 50 Hz is 5 / 0.0007 = 7142.8 Ohm. Capaciteit Xc = 1 / 6.28fC, dus C = 445 nF, d.w.z. 470 nF nominaal.

De hier beschreven methoden zijn erg grof, dus u kunt ze alleen gebruiken als er gewoon geen andere opties zijn. In andere gevallen is het beter om speciale meetinstrumenten te gebruiken.

Zie ook: Een multimeter gebruiken