Hvordan du enkelt kan bestemme kapasitansen til en kondensator ved hjelp av tilgjengelige verktøy

Noen ganger når du er på kondensatoren det er ingen markering eller tillit til parametrene som er angitt i saken, det er påkrevd å på en eller annen måte finne ut den reelle kapasiteten. Men hvordan gjøre det uten spesialutstyr?

Selvfølgelig, hvis det er en multimeter med muligheten til å måle kapasitans eller en C-meter med et passende utvalg av kapasitansmålinger, slutter problemet å være slik. Men hva du skal gjøre hvis bare enkel husholdnings multimeter og litt strømforsyning, men er det nødvendig å måle kapasitansen til en kondensator her og nå? I dette tilfellet vil de velkjente fysikklovene komme til unnsetning, noe som gjør det mulig å måle kapasitans med tilstrekkelig grad av nøyaktighet.

Først vurderer vi en enkel måte å måle kapasiteten til en elektrolytisk kondensator ved å bruke tilgjengelige verktøy. Som du vet, når du lader en kondensator fra en konstant spenningskilde gjennom en motstand, er det et mønster hvor spenningen på kondensatoren eksponentielt vil nærme seg spenningen til kilden, og i grensen, en dag, vil den endelig nå den.

Men for ikke å vente lenge, kan du forenkle oppgaven din. Det er kjent at i en tid lik 3 * RC vil spenningen på kondensatoren under lading nå 95% av spenningen som tilføres RC-kretsen. Så når du kjenner til spenningen til strømforsyningsenheten, motstandskraften og bevæpnet med stoppeklokke, kan du enkelt måle tidskonstanten, eller rettere sagt tre ganger tidskonstanten for større nøyaktighet, og deretter beregne kapasitansen til kondensatoren i henhold til den velkjente formelen.

Tenk for eksempel på eksperimentet nedenfor. La oss si at vi har det elektrolytisk kondensator, som det er en slags markering på, men vi stoler ikke spesielt på det, siden kondensatoren har ligget i søppelkassene i lang tid, og du vet aldri om den har tørket ut, generelt må du måle kapasiteten. For eksempel sier kondensatoren 6800uf 50v, men du må vite det med sikkerhet.

Trinn nummer 1. Vi tar en 10 kΩ motstand, måler dens motstand med et multimeter, fordi vi i utgangspunktet vil stole på multimeteret vårt i dette eksperimentet. For eksempel fikk vi en motstand på 9840 Ohms.

Trinn nummer 2. Slå på strømforsyningen. Siden vi stoler på multimeteret mer enn å kalibrere skalaen (hvis noen) på strømforsyningen, setter du multimeteret i modus for å måle direkte spenning og koble den til terminalene på strømforsyningen. Vi setter spenningen på strømforsyningen til 12 volt, slik at multimeteret nøyaktig viser 12,00 V. Hvis spenningen til strømforsyningen ikke er regulert, må du bare måle den og registrere den.

Trinn nummer 3. Vi monterer en RC-kjede av en motstand og en kondensator, hvis kapasitans må måles. Vi kortsluter kondensatoren slik at den lett kan snus.

Trinn nummer 4. Vi kobler RC-kjeden til strømforsyningen. Kondensatoren er fremdeles kortsluttet. Vi måler nok en gang spenningen som leveres til RC-kjeden med et multimeter og fikser denne verdien for nøyaktighet på papir. For eksempel forble den 12,00 V, eller den samme som den var i begynnelsen.

Trinn nummer 5. Vi beregner 95% av denne spenningen, for eksempel hvis 12 volt, så er 95% 11,4 volt. Nå vet vi at i en tid lik 3 * RC, vil kondensatoren lade opp til 11,4 V.

Trinn nummer 6. Vi tar stoppeklokke i hendene, og bretter ut kondensatoren, vi begynner nedtellingen samtidig. Vi fikser tiden spenningen over kondensatoren når 11,4 V, dette vil være 3 * RC.

Trinn nummer 7. Vi gjør beregninger. Den resulterende tiden i sekunder blir delt av motstanden i ohm, og med 3. Vi får verdien av kondensatorens kapasitans i farads.

For eksempel: tiden viste seg å være 220 sekunder (3 minutter og 40 sekunder). Del 220 med 3 og 9840, vi får kapasitet i farads. I vårt eksempel viste det seg 0,007452 F, det vil si 7452 mikrofarader, og 6800 mikrofarader er skrevet på kondensatoren.Dermed var det akseptable avviket på 20% innenfor kapasitetsavviket, siden det utgjorde omtrent 9,6%.

Men hva med ikke-polare kondensatorer små kapasiteter? Hvis kondensatoren er keramisk eller polypropylen, vil vekselstrøm og kunnskap om kapasitans hjelpe her.

For eksempel er det en kondensator, kapasiteten er visstnok flere nanofarader, og det er kjent at den kan fungere i en vekselstrømskrets. For å utføre målingene vil det være nødvendig med en nettverkstransformator med en sekundær vikling, for eksempel 12 volt, en multimeter, og den samme motstanden på 10 kΩ.

Trinn nummer 1. Vi monterer RC-kretsen, og kobler den til sekundærviklingen på transformatoren. Så slår vi på transformatoren i nettverket.

Trinn nummer 2. Vi måler vekslingsspenningen på kondensatoren med et multimeter, deretter på motstanden.

Trinn nummer 3. Vi gjør beregninger. Først beregner vi strømmen gjennom motstanden, - deler spenningen over den med verdien av dens motstand. Siden kretsen er seriell, er vekselstrømmen gjennom kondensatoren nøyaktig den samme verdien. Del spenningen over kondensatoren med strømmen gjennom motstanden (strømmen gjennom kondensatoren er den samme), vi får verdien av kapasitansen Xc. Når vi kjenner til kapasitansen og strømfrekvensen (50 Hz), beregner vi kapasitansen til kondensatoren.

For eksempel: på motstanden 7 volt, og på kondensatoren 5 volt. Vi beregnet at strømmen gjennom motstanden i dette tilfellet er 700 μA, og derfor gjennom kondensatoren, er den samme. Så kondensatoren til kondensatoren med en frekvens på 50 Hz er 5 / 0,0007 = 7142,8 ohm. Kapasitans Xc = 1 / 6.28fC, derfor C = 445 nF, dvs. 470 nF nominell.

Metodene beskrevet her er veldig rå, så du kan bare bruke dem når det ganske enkelt ikke er andre alternativer. I andre tilfeller er det bedre å bruke spesielle måleinstrumenter.

Se også: Hvordan bruke en multimeter

Comments

[#1 Michael]

Enkle prinsipper lar deg løse problemer i hverdagen uten å måtte kjøpe dyre apparater.

[#2 Eugene]

Jeg foreslår å ta målinger ikke med en ladning, men med en kondensatorutladning.
Faktum er at hvis kondensatoren er dårlig (med økt lekkasjestrøm), vil deler av den nyttige energien under ladningen bli brukt på kompensasjon av lekkasjestrømmer. Og vi måler kapasiteten mye mer reell. Takk skal du ha!

[#3 Anna]

På kondensatoren er skrevet 10 mikrofarader, den er i kretsløpet, og måler kapasiteten, multimeteret viser 15 mikrofarader! Det er normalt at avlesningene blir overdrevet, fordi var de vanligvis litt undervurdert tidligere?