Jak snadno zjistit kapacitu kondenzátoru pomocí dostupných nástrojů

Někdy, když zapnuto kondenzátor neexistují žádné známky ani důvěra v parametry uvedené v jeho případě, je třeba nějak zjistit skutečnou kapacitu. Ale jak to udělat bez speciálního vybavení?

Samozřejmě, pokud je po ruce multimetr se schopností měřit kapacitanci nebo C-metr s vhodným rozsahem kapacitních měření, pak problém přestane být takový. Ale co dělat, když jen jednoduchý domácí multimetr a nějaké napájení, ale je třeba změřit kapacitu kondenzátoru zde a teď? V tomto případě přijdou na záchranu známé fyzikální zákony, které umožní měření kapacity s dostatečnou přesností.

Nejprve zvažujeme jednoduchý způsob měření kapacity elektrolytického kondenzátoru pomocí dostupných nástrojů. Jak víte, při nabíjení kondenzátoru ze zdroje s konstantním napětím prostřednictvím rezistoru existuje schéma, podle kterého se napětí na kondenzátoru exponenciálně přiblíží napětí zdroje a jednou jej v limitu jednou konečně dosáhne.

Ale abyste nečekali dlouho, můžete svůj úkol zjednodušit. Je známo, že po dobu rovnou 3 * RC dosáhne napětí na kondenzátoru během nabíjení 95% napětí přivedeného na obvod RC. Díky znalosti napětí napájecího zdroje, jmenovitého odporu a vyzbrojení stopkami můžete snadno měřit časovou konstantu nebo spíše trojnásobnou časovou konstantu pro větší přesnost a poté vypočítat kapacitu kondenzátoru podle známého vzorce.

Zvažte například experiment níže. Řekněme, že ano elektrolytický kondenzátor, na které je nějaký druh označení, ale tomu opravdu nevěříme, protože kondenzátor ležel v koších už dlouhou dobu a nikdy nevíte, zda obecně vyschl, musíte měřit jeho kapacitu. Například kondenzátor říká 6800uf 50v, ale musíte to vědět jistě.

Krok číslo 1. Bereme odpor 10 kΩ, změříme jeho odpor pomocí multimetru, protože v tento experiment zpočátku důvěřujeme našemu multimetru. Například jsme dostali odpor 9840 Ohmů.

Krok číslo 2. Zapněte napájení. Protože věříme multimetru více než kalibraci měřítka (pokud existuje) zdroje napájení, uveďte multimetr do režimu měření přímého napětí a připojte jej ke svorkám zdroje napájení. Nastavili jsme napětí napájecího zdroje na 12 voltů, aby multimetr přesně ukazoval 12,00 V. Pokud není napájecí napětí regulováno, jednoduše jej změřte a zaznamenejte.

Krok číslo 3. Sestavujeme RC řetězec rezistoru a kondenzátoru, jehož kapacitu je třeba měřit. Zkratujeme kondenzátor, aby se dalo snadno otočit.

Krok číslo 4. Připojíme řetěz RC k napájení. Kondenzátor je stále zkratovaný. Opět změříme napětí dodávané do RC řetězce pomocí multimetru a tuto hodnotu stanovíme pro přesnost na papíře. Například zůstalo 12,00 V, nebo stejné jako na začátku.

Krok číslo 5. Vypočítáme 95% tohoto napětí, například pokud 12 V, pak 95% je 11,4 V. Nyní víme, že v čase rovném 3 * RC se kondenzátor nabije až 11,4 V.

Krok číslo 6. Vezmeme stopky do našich rukou a rozložíme kondenzátor, začneme odpočítávání současně. Stanovíme čas, během kterého napětí na kondenzátoru dosáhne 11,4 V, bude to 3 * RC.

Krok číslo 7. Provádíme výpočty. Výsledná doba v sekundách je dělena odporem rezistoru v ohmech a 3. Získáme hodnotu kapacity kondenzátoru v faradech.

Například: čas vypršel 220 sekund (3 minuty a 40 sekund). Rozdělte 220 na 3 a 9840, dostaneme kapacitu v farádách. V našem příkladu se ukázalo, že 0,007452 F, tj. 7452 mikroffarád a na kondenzátoru je zapsáno 6800 mikroffarád.Přijatelná odchylka 20% byla tedy v rámci odchylky kapacity, protože činila přibližně 9,6%.

Ale co nepolární kondenzátory malé kapacity? Pokud je kondenzátor keramický nebo polypropylenový, pomůže zde střídavý proud a znalost kapacitance.

Například existuje kondenzátor, jehož kapacita je pravděpodobně několik nanofarád a je známo, že může pracovat v obvodu střídavého proudu. K provedení měření bude zapotřebí síťový transformátor se sekundárním vinutím, řekněme 12 voltů, multimetr a všechny stejné rezistory 10 kΩ.

Krok číslo 1. Sestavíme RC obvod a připojíme jej k sekundárnímu vinutí transformátoru. Pak zapneme transformátor v síti.

Krok číslo 2. Měříme střídavé napětí na kondenzátoru pomocí multimetru a poté na odporu.

Krok číslo 3. Provádíme výpočty. Nejprve vypočítáme proud přes odpor, - rozdělíme napětí napříč hodnotou jeho odporu. Protože obvod je sériový, střídavý proud přes kondenzátor je přesně stejná hodnota. Vydělte napětí na kondenzátoru proudem přes odpor (proud přes kondenzátor je stejný), získáme hodnotu kapacity Xc. Známe kapacitní a proudovou frekvenci (50 Hz), počítáme kapacitní odpor našeho kondenzátoru.

Například: na rezistoru 7 voltů a na kondenzátoru 5 voltů. Vypočítali jsme, že proud přes odpor je v tomto případě 700 μA, a proto přes kondenzátor, je stejný. Takže kapacita kondenzátoru při frekvenci 50 Hz je 5 / 0,0007 = 7142,8 Ohmů. Kapacitní odpor Xc = 1 / 6,28fC, proto C = 445 nF, tj. 470 nF nominální.

Zde popsané metody jsou velmi hrubé, takže je můžete použít pouze v případě, že prostě neexistují jiné možnosti. V ostatních případech je lepší používat speciální měřící přístroje.

Viz také: Jak používat multimetr