Cum se poate determina cu ușurință capacitatea unui condensator folosind instrumentele disponibile

Uneori când este pornit condensator nu există marcaj sau nu există încredere în parametrii indicați în cazul său, este necesar să aflăm cumva capacitatea reală. Dar cum să o faci fără echipamente speciale?

Desigur, dacă la îndemână există un multimetru cu capacitatea de a măsura capacitanța sau un C-metru cu o gamă adecvată de măsurători de capacitanță, atunci problema nu mai este astfel. Dar ce să fac, numai dacă multimetru casnic simplu și o anumită sursă de energie, dar este necesar să se măsoare capacitatea unui condensator aici și acum? În acest caz, cunoscutele legi ale fizicii vor ajunge la salvare, ceea ce va permite măsurarea capacității cu un grad suficient de precizie.

Să analizăm mai întâi un mod simplu de a măsura capacitatea unui condensator electrolitic folosind instrumentele disponibile. După cum știți, la încărcarea unui condensator de la o sursă de tensiune constantă printr-un rezistor, există un model conform căruia tensiunea de pe condensator se va apropia exponențial de tensiunea sursei, iar în limită, într-o zi, va ajunge în sfârșit la ea.

Dar pentru a nu aștepta mult, puteți simplifica sarcina. Se știe că, pentru un timp egal cu 3 * RC, tensiunea pe condensator în timpul încărcării va atinge 95% din tensiunea aplicată circuitului RC. Deci, cunoscând tensiunea unității de alimentare, puterea de rezistență și armată cu un cronometru, puteți măsura cu ușurință constanta de timp, sau mai degrabă de trei ori constanta de timp pentru o mai mare precizie, și apoi calculați capacitatea condensatorului după formula binecunoscută.

De exemplu, ia în considerare experimentul de mai jos. Să zicem că avem condensator electrolitic, pe care există un fel de marcaj, dar nu ne încredem în mod special, întrucât condensatorul se află în coș de mult timp și nu știi niciodată dacă s-a uscat, în general, trebuie să-i măsori capacitatea. De exemplu, condensatorul spune 6800uf 50v, dar trebuie să știți sigur.

Pasul numărul 1 Luăm un rezistor de 10kΩ, măsurăm rezistența acestuia cu un multimetru, deoarece inițial vom avea încredere în multimetrul nostru în acest experiment. De exemplu, am obținut o rezistență de 9840 Ohmi.

Pasul numărul 2 Porniți sursa de alimentare. Deoarece avem încredere în multimetru mai mult decât calibrarea scării (dacă există) a sursei de alimentare, punem multimetrul în modul de măsurare a tensiunii directe și conectăm-l la bornele sursei de alimentare. Setăm tensiunea sursei de alimentare la 12 volți, astfel încât multimetrul să arate cu precizie 12.00 V. Dacă tensiunea sursei de alimentare nu este reglată, atunci pur și simplu măsurați-o și înregistrați-o.

Pasul numărul 3 Asamblăm un lanț RC al unui rezistor și al unui condensator, a cărui capacitate trebuie măsurată. Scurtcircuim condensatorul astfel încât să poată fi ușor rotit.

Pasul 4. Conectăm lanțul RC la sursa de alimentare. Condensatorul este încă scurtat. Măsurăm din nou tensiunea furnizată lanțului RC cu un multimetru și fixăm această valoare pentru fidelitate pe hârtie. De exemplu, a rămas 12.00 V, sau la fel ca la început.

Pasul 5. Calculăm 95% din această tensiune, de exemplu, dacă este vorba de 12 volți, atunci 95% este de 11,4 volți. Acum știm că într-un timp egal cu 3 * RC, condensatorul va încărca până la 11,4 V.

Pasul numărul 6 Luăm un cronometru în mâinile noastre și desfășurăm condensatorul, începem numărătoarea inversă în același timp. Fixăm timpul în care tensiunea din condensator atinge 11,4 V, aceasta va fi 3 * RC.

Pasul numărul 7 Facem calcule. Timpul rezultat în secunde este împărțit la rezistența rezistenței în ohmi și la 3. Obținem valoarea capacității condensatorului în faraduri.

De exemplu: timpul s-a stins 220 secunde (3 minute și 40 de secunde). Împărțim 220 la 3 și până la 9840, obținem capacitatea în faraduri. În exemplul nostru, s-a dovedit că 0,007452 F, adică 7452 microfaraduri și 6800 microfaraduri sunt scrise pe condensator.Astfel, abaterea acceptabilă de 20% a fost în limita abaterii de capacitate, întrucât aceasta a fost de aproximativ 9,6%.

Dar ce zici condensatoare nepolare capacități mici? Dacă condensatorul este ceramic sau polipropilenă, atunci curentul alternativ și cunoștințele despre capacitate vor ajuta aici.

De exemplu, există un condensator, capacitatea acestuia este presupus de mai mulți nanofaradi și se știe că poate funcționa într-un circuit AC. Pentru a efectua măsurătorile, va fi necesar un transformator de rețea cu o înfășurare secundară, să zicem, 12 volți, un multimetru și toate aceleași rezistențe de 10 kΩ.

Pasul numărul 1 Asamblăm circuitul RC și îl conectăm la înfășurarea secundară a transformatorului. Apoi pornim transformatorul în rețea.

Pasul numărul 2 Măsurăm tensiunea alternativă pe condensator cu un multimetru, apoi pe rezistor.

Pasul numărul 3 Facem calcule. În primul rând, calculăm curentul prin rezistență, - împărțiți tensiunea peste el după valoarea rezistenței sale. Deoarece circuitul este serial, curentul alternativ prin condensator este exact aceeași valoare. Împărțim tensiunea în condensator la curent prin rezistență (curentul prin condensator este același), obținem valoarea capacității Xc. Cunoscând capacitanța și frecvența curentă (50 Hz), calculăm capacitatea condensatorului nostru.

De exemplu: pe rezistența de 7 volți, iar pe condensator de 5 volți. Am calculat că curentul prin rezistență în acest caz este de 700 μA și, prin urmare, prin condensator, este același. Deci, capacitatea condensatorului la o frecvență de 50 Hz este 5 / 0,0007 = 7142,8 Ohmi. Capacitate Xc = 1 / 6,28fC, deci C = 445 nF, adică 470 nF nominal.

Metodele descrise aici sunt foarte brute, așa că nu le puteți folosi decât atunci când pur și simplu nu există alte opțiuni. În alte cazuri, este mai bine să folosiți instrumente speciale de măsurare.

Vezi și: Cum se folosește un multimetru