Kaip nesunkiai nustatyti kondensatoriaus talpą naudojant turimus įrankius

Kartais, kai įjungiama kondensatorius nėra žymėjimo ar nėra pasitikėjimo jo nurodytais parametrais, reikalaujama kažkaip išsiaiškinti tikrąjį pajėgumą. Bet kaip tai padaryti be specialios įrangos?

Žinoma, jei rankoje yra multimetras su galimybe išmatuoti talpą, arba C-metras su tinkamu talpos matavimų diapazonu, tada problema nebebus tokia. Bet ką daryti, jei tik paprastas buitinis multimetras ir šiek tiek maitinimo, bet ar reikia išmatuoti kondensatoriaus talpą čia ir dabar? Tokiu atveju į pagalbą ateis žinomi fizikos įstatymai, kurie leis išmatuoti talpą pakankamai tiksliai.

Pirmiausia mes apsvarstome paprastą būdą, kaip išmatuoti elektrolitinio kondensatoriaus talpą, naudojant turimus įrankius. Kaip žinote, kraunant kondensatorių iš nuolatinės įtampos šaltinio per rezistorių, yra modelis, pagal kurį kondensatoriaus įtampa eksponentiškai artės prie šaltinio įtampos, o ribą kada nors jis pagaliau pasieks.

Bet kad ilgai nelauktumėte, galite supaprastinti savo užduotį. Yra žinoma, kad laiką, lygų 3 * RC, įkrovimo metu kondensatoriaus įtampa sieks 95% įtampa, įvesta į RC grandinę. Taigi, žinodami maitinimo bloko įtampą, rezistoriaus vertę ir apsiginklavę chronometru, galite lengvai išmatuoti laiko konstantą, tiksliau, tris kartus didesnę laiko konstantą, kad būtų didesnis tikslumas, ir tada apskaičiuoti kondensatoriaus talpą pagal gerai žinomą formulę.

Pavyzdžiui, apsvarstykite toliau pateiktą eksperimentą. Tarkime, kad turime elektrolitinis kondensatorius, ant kurio yra kažkoks žymėjimas, tačiau mes juo ypač nepasitikime, nes kondensatorius ilgą laiką gulėjo šiukšliadėžėse ir niekada negali žinoti, ar jis išdžiūvo, apskritai reikia išmatuoti jo talpą. Pavyzdžiui, kondensatorius sako 6800uf 50v, bet jūs turite žinoti.

1 žingsnis. Mes imame 10 kΩ varžą, išmatuojame jo pasipriešinimą multimetru, nes iš pradžių šiame eksperimente pasitikėsime savo multimetru. Pavyzdžiui, mes gavome 9840 omų varžą.

2 žingsnis. Įjunkite maitinimą. Kadangi multimetru pasitikime daugiau nei energijos šaltinio skalės (jei tokia yra) kalibravimu, įjunkite multimetrą į tiesioginės įtampos matavimo režimą ir prijunkite jį prie maitinimo šaltinio. Mes nustatėme maitinimo įtampą 12 voltų, kad multimetras tiksliai parodytų 12.00 V. Jei maitinimo šaltinio įtampa nereglamentuojama, tada tiesiog išmatuokite ir įrašykite.

3 žingsnis. Mes surenkame rezistoriaus ir kondensatoriaus RC grandinę, kurios talpą reikia išmatuoti. Mes trumpai sujungiame kondensatorių, kad jį būtų galima lengvai apversti.

4 žingsnis. Mes prijungiame RC grandinę prie maitinimo šaltinio. Kondensatorius vis dar trumpas. Dar kartą išmatuojame į RC grandinę tiekiamą įtampą multimetru ir šią tikslumo vertę užfiksuojame popieriuje. Pavyzdžiui, jis išliko 12,00 V arba toks pats, koks buvo pradžioje.

5 žingsnis. Mes apskaičiuojame 95% šios įtampos, pavyzdžiui, jei 12 voltų, tada 95% yra 11,4 voltai. Dabar mes žinome, kad per laiką, lygų 3 * RC, kondensatorius įkraus iki 11,4 V.

6 žingsnis. Mes paimame chronometrą į rankas ir atplėšę kondensatorių, tuo pačiu pradedame atgalinį skaičiavimą. Mes nustatome laiką, per kurį įtampa visame kondensatoriuje siekia 11,4 V, tai bus 3 * RC.

7 žingsnis. Atliekame skaičiavimus. Gautas laikas sekundėmis yra padalintas iš rezistoriaus varžos omu ir iš 3. Gauname kondensatoriaus talpos vertę faradais.

Pvz .: laikas paaiškėjo 220 sekundžių (3 minutės ir 40 sekundžių). Padalinkite 220 iš 3 ir 9840, gausime faradais talpą. Mūsų pavyzdyje paaiškėjo 0,007452 F, tai yra 7452 mikrofarados, o ant kondensatoriaus parašyta 6800 mikrofaradų.Taigi priimtinas 20% nuokrypis buvo talpos nuokrypio ribose, nes jis sudarė maždaug 9,6%.

Bet kaip gi nepoliniai kondensatoriai mažos talpos? Jei kondensatorius yra keramikinis arba polipropilenas, tada čia padės kintamoji srovė ir žinios apie talpą.

Pavyzdžiui, yra kondensatorius, jo talpa tariamai yra keli nanodaleliai, ir yra žinoma, kad jis gali dirbti kintamos srovės grandinėje. Matavimams atlikti reikės tinklo transformatoriaus su antrine apvija, tarkime, 12 voltų, multimetro ir viso to paties 10 kΩ varžos.

1 žingsnis. Mes surenkame RC grandinę ir prijunkite ją prie transformatoriaus antrinės apvijos. Tada mes įjungiame transformatorių tinkle.

2 žingsnis. Mes išmatuojame kintamą įtampą ant kondensatoriaus su multimetru, tada ant rezistoriaus.

3 žingsnis. Atliekame skaičiavimus. Pirmiausia mes apskaičiuojame srovę per rezistorių, - padalinkite įtampą per ją pagal jo varžos vertę. Kadangi grandinė yra nuosekli, kintamoji srovė per kondensatorių yra tiksliai ta pati. Padalinkite įtampą per kondensatorių srove per rezistorių (srovė per kondensatorių yra ta pati), gauname talpos Xc vertę. Žinodami talpą ir srovės dažnį (50 Hz), apskaičiuojame savo kondensatoriaus talpą.

Pvz .: ant rezistoriaus 7 voltų, o ant kondensatoriaus 5 voltų. Mes apskaičiavome, kad srovė per rezistorių šiuo atveju yra 700 μA, taigi per kondensatorių - ta pati. Taigi kondensatoriaus talpa 50 Hz dažniu yra 5 / 0,0007 = 7142,8 omai. Talpa Xc = 1 / 6,28fC, todėl C = 445 nF, t.y., 470 nF vardinė.

Čia aprašyti metodai yra labai neapdoroti, todėl juos galite naudoti tik tada, kai kitų galimybių tiesiog nėra. Kitais atvejais geriau naudoti specialius matavimo prietaisus.

Taip pat žiūrėkite: Kaip naudotis multimetru