Jak łatwo określić pojemność kondensatora za pomocą dostępnych narzędzi

Czasami gdy jest włączony kondensator nie ma oznaczenia lub nie ma pewności co do parametrów wskazanych na jego obudowie, należy jakoś dowiedzieć się, jaka jest rzeczywista pojemność. Ale jak to zrobić bez specjalnego sprzętu?

Oczywiście, jeśli pod ręką jest multimetr z możliwością pomiaru pojemności lub C-metr z odpowiednim zakresem pomiarów pojemności, problem przestaje być. Ale co zrobić, jeśli tylko prosty multimetr domowy i trochę zasilacza, ale czy konieczne jest zmierzenie pojemności kondensatora tu i teraz? W tym przypadku na ratunek przyjdą dobrze znane prawa fizyki, które umożliwią pomiar pojemności z wystarczającą dokładnością.

Po pierwsze, rozważamy prosty sposób pomiaru pojemności kondensatora elektrolitycznego za pomocą dostępnych narzędzi. Jak wiecie, podczas ładowania kondensatora ze źródła stałego napięcia przez rezystor istnieje wzór, według którego napięcie na kondensatorze gwałtownie zbliży się do napięcia źródła, a pewnego dnia w końcu go osiągnie.

Ale aby nie czekać długo, możesz uprościć swoje zadanie. Wiadomo, że przez czas równy 3 * RC napięcie na kondensatorze podczas ładowania osiągnie 95% napięcia przyłożonego do obwodu RC. Tak więc znając napięcie zasilacza, rezystor znamionowy i uzbrojony w stoper, możesz łatwo zmierzyć stałą czasową, a raczej trzykrotnie stałą czasową dla większej dokładności, a następnie obliczyć pojemność kondensatora zgodnie ze znanym wzorem.

Rozważmy na przykład eksperyment poniżej. Powiedzmy, że mamy kondensator elektrolityczny, na którym jest jakieś oznakowanie, ale tak naprawdę nie ufamy, ponieważ kondensator od dłuższego czasu leży w pojemnikach i nigdy nie wiadomo, czy wyschł, ogólnie rzecz biorąc, musisz zmierzyć jego pojemność. Na przykład kondensator mówi 6800uf 50v, ale musisz wiedzieć na pewno.

Krok numer 1. Bierzemy rezystor 10 kΩ, mierzymy jego rezystancję za pomocą multimetru, ponieważ początkowo zaufamy naszemu multimetrowi w tym eksperymencie. Na przykład mamy oporność 9840 Ohm.

Krok numer 2. Włącz zasilacz. Ponieważ ufamy multimetrowi bardziej niż kalibrowaniu skali zasilacza (jeśli w ogóle), ustaw multimetr w trybie pomiaru napięcia stałego i podłącz go do zacisków zasilacza. Ustawiamy napięcie zasilacza na 12 woltów, aby multimetr dokładnie pokazywał 12,00 V. Jeśli napięcie zasilacza nie jest regulowane, po prostu zmierz go i zapisz.

Krok numer 3. Montujemy łańcuch RC rezystora i kondensatora, którego pojemność należy zmierzyć. Zwarliśmy kondensator, aby można go było łatwo odwrócić.

Krok numer 4. Łączymy łańcuch RC z zasilaczem. Kondensator jest nadal zwarty. Ponownie mierzymy napięcie dostarczane do łańcucha RC za pomocą multimetru i ustalamy tę wartość dla dokładności na papierze. Na przykład pozostał 12,00 V lub tyle samo, co na początku.

Krok numer 5. Obliczamy 95% tego napięcia, na przykład, jeśli 12 woltów, to 95% to 11,4 wolta. Teraz wiemy, że w czasie równym 3 * RC kondensator będzie ładował do 11,4 V.

Krok numer 6. Bierzemy stoper w dłonie i rozkładamy kondensator, rozpoczynamy odliczanie w tym samym czasie. Naprawiamy czas, w którym napięcie na kondensatorze osiąga 11,4 V, będzie to 3 * RC.

Krok numer 7. Wykonujemy obliczenia. Wynikowy czas w sekundach dzieli się przez rezystancję rezystora w omach i przez 3. Otrzymujemy wartość pojemności kondensatora w faradach.

Na przykład: czas okazał się 220 sekund (3 minuty i 40 sekund). Podziel 220 przez 3 i przez 9840, otrzymamy pojemność w faradach. W naszym przykładzie okazało się, że 0,007452 F, czyli 7452 mikrofaradów, a na kondensatorze zapisano 6800 mikrofaradów.Tak więc dopuszczalne odchylenie 20% mieściło się w zakresie odchylenia pojemności, ponieważ wyniosło około 9,6%.

Ale co z kondensatory niepolarne małe pojemności? Jeśli kondensator jest ceramiczny lub polipropylenowy, pomoże w tym prąd przemienny i znajomość pojemności.

Na przykład istnieje kondensator, jego pojemność to prawdopodobnie kilka nanofaradów i wiadomo, że może pracować w obwodzie prądu przemiennego. Aby wykonać pomiary, wymagany będzie transformator sieciowy z uzwojeniem wtórnym, powiedzmy 12 woltów, multimetr i ten sam rezystor 10 kΩ.

Krok numer 1. Montujemy obwód RC i podłączamy go do uzwojenia wtórnego transformatora. Następnie włączamy transformator w sieci.

Krok numer 2. Napięcie przemienne mierzymy na kondensatorze za pomocą multimetru, a następnie na rezystorze.

Krok numer 3. Wykonujemy obliczenia. Najpierw obliczamy prąd przez rezystor, - dzielimy napięcie na nim przez wartość jego rezystancji. Ponieważ obwód jest szeregowy, prąd przemienny przez kondensator ma dokładnie taką samą wartość. Podziel napięcie na kondensatorze przez prąd przez rezystor (prąd przez kondensator jest taki sam), otrzymamy wartość pojemności Xc. Znając pojemność i częstotliwość prądu (50 Hz), obliczamy pojemność naszego kondensatora.

Na przykład: na rezystorze 7 woltów, a na kondensatorze 5 woltów. Obliczyliśmy, że prąd przez rezystor w tym przypadku wynosi 700 μA, a zatem przez kondensator jest taki sam. Tak więc pojemność kondensatora przy częstotliwości 50 Hz wynosi 5 / 0,0007 = 7142,8 Omów. Pojemność Xc = 1 / 6,28fC, a zatem C = 445 nF, czyli 470 nF nominalnie.

Opisane tutaj metody są bardzo prymitywne, więc możesz ich używać tylko wtedy, gdy po prostu nie ma innych opcji. W innych przypadkach lepiej jest używać specjalnych przyrządów pomiarowych.

Zobacz także: Jak korzystać z multimetru