Kapasitanssi on mitta, jolla mitataan kondensaattorin kykyä varastoida varauksia. Kapasitanssi mitataan faradeina, jotka on nimetty Pietarin yliopiston kunniajäsenen, englantilaisen fyysikon Michael Faradayn mukaan.
Sisältö
Mikä on kapasiteetti?
Jos poistat yhden sähköjohtimen äärettömän kauas, suljet pois varattujen kappaleiden vaikutuksen toisiinsa, niin etäjohtimen potentiaali tulee verrannollinen varaukseen. Mutta kooltaan erilaisten johtimien potentiaalit eivät täsmää.
Kondensaattorin kapasitanssin SI-yksikkö on farad. Suhteellisuustekijää merkitään kirjaimella C - tämä on kapasitanssi, johon vaikuttavat johtimen koko ja ulkoinen rakenne. Materiaalilla, elektrodin aineen faasitilalla ei ole merkitystä - varaukset jakautuvat pinnalle. Siksi kansainvälisissä CGS-säännöissä kapasitanssia ei mitata faradeina, vaan senttimetreinä.
Yksinäinen pallo, jonka säde on 9 miljoonaa kilometriä (1400 maan sädettä), sisältää yhden faradin.Erillinen johtava elementti pitää varauksia riittämättömänä tekniikan käyttöön. 2000-luvun tekniikka Kondensaattorien kapasitanssi, joiden mittayksiköt ovat yli 1 farad, luodaan.
Vähintään 2 elektrodin ja erotusdielektrin rakenne pystyy keräämään elektroniikkapiirien toimintaan tarvittavan sähkömäärän. Tällaisessa suunnittelussa positiiviset ja negatiiviset hiukkaset vetäytyvät toisiaan vastaan ja pitävät itseään. Elektroni-positroniparin välinen dielektrisyys ei salli tuhoamista. Tätä varaustilaa kutsutaan sidotuksi.
Aikaisemmin sähkösuureiden mittaamiseen käytettiin isoja laitteita, jotka eivät olleet kovin tarkkoja. Nyt jopa aloitteleva radioamatööri osaa mitata kapasitanssin testerillä.
Kondensaattorin merkinnät
Elektronisten laitteiden ominaisuuksien tunteminen edellyttää tarkkaa ja turvallista käyttöä.
Kondensaattorin kapasitanssin määritys sisältää arvon mittaamisen instrumenteilla ja kotelon merkintöjen lukemisen. Ilmoitetut arvot ja mittauksissa saadut arvot eroavat toisistaan. Tämä johtuu tuotantotekniikoiden epätäydellisyydestä ja parametrien toiminnallisesta vaihtelusta (kuluminen, lämpötilavaikutukset).
Nimelliskapasitanssin ja toleranssin parametrit on ilmoitettu kotelossa. Kodinkoneissa käytetään laitteita, joiden poikkeama on jopa 20%. Avaruusteollisuudessa, sotilaallisissa laitteissa ja vaarallisten kohteiden automaatiossa ominaisuuksien leviäminen 5-10 % on sallittu. Työkaaviot eivät sisällä toleranssiarvoja.
Nimelliskapasiteetti on koodattu IEC-standardien mukaisesti - International Electrotechnical Commission, joka kokoaa yhteen kansalliset organisaatiot 60 maan standardien mukaisesti.
IEC-standardissa käytetään merkintää:
- 3-numeroinen koodaus. 2 merkkiä alussa - pF:n määrä, kolmas - nollien lukumäärä, 9 lopussa - arvo on alle 10 pF, 0 edessä - enintään 1 pF. Koodi 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF tai 33 nF tai 0,033 uF. Lukemisen helpottamiseksi koodin desimaalipilkku korvataan kirjaimella "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 numeroa merkinnässä. Viimeinen on nollien lukumäärä. 3 ensin - arvo pF. 3353 - 335000pF, 335nF tai 0,335uF.
- Kirjainten käyttö koodissa. Kirjain µ on uF, n on nanofarad, p on pF. 34p5 - 34,5 pF, 1 u5 - 1,5 uF.
- Glider keraamiset tuotteet on koodattu kirjaimilla A-Z 2 rekisterissä ja numerolla, joka ilmaisee tehon 10. K3 - 2400 pF.
- Elektrolyyttiset SMD-laitteet on merkitty kahdella tavalla: numerot - nimelliskapasitanssi pF ja vieressä tai 2 rivillä, jos tilaa on - nimellisjännitteen arvo; jännitettä koodaava kirjain ja 3 numeron vieressä 2 määrittää kapasitanssin ja viimeinen - nollien lukumäärä. A205 tarkoittaa 10V ja 2uF.
- Pinta-asennustuotteet on merkitty kirjainten ja numeroiden koodilla: CA7 - 10 uF ja 16 V.
- Koodaukset - rungon väri.
IEC-merkinnät, kansalliset merkinnät ja merkkikoodit tekevät koodien muistamisesta merkityksetöntä. Laitteistasuunnittelijat ja -korjaajat tarvitsevat viitelähteitä.
Kaavan laskenta
Elementin nimelliskapasiteetin laskeminen vaaditaan kahdessa tapauksessa:
- Elektroniikkalaitteiden suunnittelijat laskevat parametrin luodessaan piirejä.
- Sopivan tehon ja kapasiteetin kondensaattoreiden puuttuessa mestarit käyttävät elementin laskentaa valitakseen käytettävissä olevista osista.
RC-piirit lasketaan käyttämällä impedanssiarvoa - kompleksiresistanssi (Z). Ra on virtahäviö piirin osallistujien lämmittämiseksi. Ri ja Re - ottavat huomioon elementtien induktanssin ja kapasitanssin vaikutuksen. RC-piirin vastuksen navoissa jännite Ur on kääntäen verrannollinen Z:aan.
Lämpövastus lisää potentiaalia kuormituksella ja reaktiivinen vähentää sitä. Kondensaattorin toiminta resonanssin yläpuolella olevilla taajuuksilla, kun kompleksivastuksen reaktiivinen komponentti kasvaa, johtaa jännitehäviöihin.
Resonanssitaajuus on kääntäen verrannollinen kykyyn varastoida varausta. Fp:n määrityskaavasta lasketaan, mitkä Sk:n (kondensaattorin kapasitanssin) arvot tarvitaan piirin toimintaan.
Pulssipiirien laskemiseen käytetään piirin aikavakiota, joka määrittää RC:n vaikutuksen pulssirakenteeseen. Jos piirin vastus ja kondensaattorin latausaika tunnetaan, lasketaan kapasitanssi aikavakiokaavalla. Inhimillinen tekijä vaikuttaa tuloksen totuuteen.
Masterit käyttävät kondensaattoreiden rinnakkais- ja sarjakytkentöjä. Laskentakaavat ovat käänteisiä vastusten kaavoille.
Sarjakytkentä pienentää kapasitanssia elementtien kytkennässä, rinnakkaiskytkentä summaa arvot.
Kuinka mitata kondensaattorin kapasitanssi yleismittarilla?
Parametreja mitattaessa kondensaattori puretaan alustavasti sulkemalla johdot ruuvimeisselillä, jossa on eristys kahvassa. Jos tätä ei tehdä, pienitehoinen yleismittari epäonnistuu.
Vastaus kysymykseen kondensaattorin kapasitanssin tarkistamisesta yleismittarilla "Cx"-tilassa on seuraava:
- Kytke "Cx"-tila päälle ja valitse mittausraja - 2000 pF - 20 μF vakiolaitteessa;
- Aseta kondensaattori laitteen liitäntöihin tai kiinnitä anturit kondensaattorin liittimiin ja katso arvoa laitteen asteikosta.
Ampervolttimittari tai yleismittari määrittää oikosulun tai avoimen piirin kotelon sisällä.
Napakondensaattori sisältyy laitteen piiriin ottaen huomioon virran suunnan. Valmistajat merkitsevät tuotteen elektrodit. Kondensaattori, joka on suunniteltu 1-3 V jännitteelle, epäonnistuu, jos käänteisvirta on normaalia suurempi.
Ennen ominaisuuksien mittaamista napainen elektrolyyttikondensaattori irrotetaan levystä. Kytke yleismittari päälle resistanssin mittaamiseksi tai puolijohteiden testaamiseksi. Aseta anturit napakondensaattorin elektrodeihin - plus plus, miinus miinus. Hyvä kapasitanssi lisää tasaista vastusta. Kun latausvirta pienenee, EMF kasvaa ja saavuttaa virtalähteen jännitteen.
Kondensaattorin aukko näyttää äärettömältä vastukselta yleismittarissa. Laite ei vastaa tai analogisen kopion osoitin tuskin liikkuu.
Kun elementti hajoaa, mitattu parametri ei vastaa nimellisarvoa alemmassa suunnassa, suhteessa rikkoontumisarvoon.
Jos kysyt itseltäsi, kuinka mitata monimutkainen tai vastaava sarjaresistanssi (kondensaattorin ESR) yleismittarilla, on ongelmallista tehdä tämä ilman etuliitettä. Kondensaattorilla on reaktiivisia ominaisuuksia korkeataajuisella virralla.
Muut mittausmenetelmät
Tee-se-itse-kondensaattorikapasitanssimittari kootaan pulssilaitteiden kaavioiden mukaan. Muuttuvilla vastuksilla varustettujen RC-piirien sekvenssit luovat sarjan signaaleja tuotteen ulostuloon taajuuden askelmuutoksella. Käytä laitteen määrittämiseen yleismittaria, jonka kanssa etuliitettä käytetään.
Sarja testattuja kondensaattoreita kytketään vuorotellen rakenteeseen ja toimintatarkkuus säädetään kullakin ala-alueella.
Tee-se-itse-kapasitanssimittari polaarisille elektrolyyttikennoille on toteutettu kaavamaisesti ja konfiguroitu osaksi etuliitettä ilman värähtelypiiriä. Ulostulossa pulssijännitteen sijaan on vakiojännite.
Digitaalisissa kapasitanssimittareissa virtalähde on erittäin vakaa. Elementtien "kelluvat" parametrit, joista piiri on koottu, antavat virheen, jota ei voida hyväksyä mittaustarkkuuden kannalta.
Logiikkaelementeissä luodaan vaihtopulssivirran lähteet ESR:n mittaamista varten.
Halvat kondensaattorikapasitanssimittarit, kuten RLC-siltalaitteet, joissa on ylimääräinen SMD-resistanssitestitoiminto, verkkolataus ja LCD-näyttö, ovat itsessään sormen kokoisia. He suorittavat ammattimaisen metrologisen kompleksin tehtäviä. Pystyy toimimaan kapasitanssimittarina elektrolyyttikondensaattoreille, sekä polaarisille että muuttuville.
Samanlaisia artikkeleita:
