Kapasitans, bir kapasitörün yükleri depolama yeteneğinin bir ölçüsüdür. Kapasitans, St. Petersburg Üniversitesi onursal üyesi İngiliz fizikçi Michael Faraday'ın adını taşıyan faradlarla ölçülür.
İçerik
Kapasite nedir?
Tek bir elektrik iletkenini sonsuza kadar uzaklaştırırsanız, yüklü cisimlerin birbirleri üzerindeki etkisini hariç tutarsanız, uzak iletkenin potansiyeli yük ile orantılı hale gelecektir. Ancak boyutları farklı olan iletkenler için potansiyeller eşleşmez.
Bir kapasitör için SI kapasitans birimi faraddır. Orantılılık faktörü C harfi ile gösterilir - bu, iletkenin boyutundan ve dış yapısından etkilenen kapasitanstır. Malzeme, elektrot maddesinin faz durumu bir rol oynamaz - yükler yüzeye dağıtılır. Bu nedenle uluslararası CGS kurallarında kapasitans farad cinsinden değil santimetre cinsinden ölçülür.
9 milyon km (1400 Dünya yarıçapı) yarıçaplı tek bir top 1 farad içerir.Ayrı bir iletken eleman, teknolojide kullanım için yetersiz miktarlarda şarj tutar. 21. yüzyılın teknolojisi 1 faradın üzerinde ölçüm birimlerine sahip kapasitörlerin kapasitansı oluşturulur.
En az 2 elektrot ve ayırıcı bir dielektrikten oluşan bir yapı, elektronik devrelerin çalışması için gereken elektrik miktarını biriktirebilir. Böyle bir tasarımda, pozitif ve negatif parçacıklar karşılıklı olarak çekilir ve kendilerini tutarlar. Elektron-pozitron çifti arasındaki dielektrik, yok olmaya izin vermez. Bu yük durumuna bağlı denir.
Daha önce, elektrik miktarlarını ölçmek için çok hassas olmayan hacimli ekipman kullanılıyordu. Artık acemi bir radyo amatörü bile kapasitansı bir test cihazıyla nasıl ölçeceğini biliyor.
Kapasitör işaretleri
Elektronik cihazların özelliklerinin bilinmesi doğru ve güvenli çalışma için gereklidir.
Bir kapasitörün kapasitansının belirlenmesi, değerin aletlerle ölçülmesini ve kasa üzerindeki işaretlerin okunmasını içerir. Belirtilen değerler ve ölçümler sırasında elde edilenler farklıdır. Bunun nedeni, üretim teknolojilerinin kusurlu olması ve parametrelerin operasyonel değişkenliğidir (aşınma, sıcaklık etkileri).
Nominal kapasitans ve tolerans parametreleri kasa üzerinde belirtilmiştir. Ev aletlerinde %20'ye varan sapmaya sahip cihazlar kullanılmaktadır. Uzay endüstrisinde, askeri teçhizatta ve tehlikeli nesnelerin otomasyonunda, %5-10'luk bir özellik dağılımına izin verilir. İş diyagramları tolerans değerleri içermez.
Nominal kapasite, 60 ülkenin standartlarına göre ulusal kuruluşları bir araya getiren Uluslararası Elektroteknik Komisyonu - IEC standartlarına göre kodlanmıştır.
IEC standardı şu notasyonu kullanır:
- 3 haneli kodlama. Başlangıçta 2 karakter - pF sayısı, üçüncü - sıfır sayısı, sonunda 9 - değer 10 pF'den az, önde 0 - 1 pF'den fazla değil. Kod 689 - 6.8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF veya 33 nF veya 0.033 uF. Okuma kolaylığı için koddaki ondalık nokta "R" harfi ile değiştirilir. R8 \u003d 0.8 pF, 2R5 - 2.5 pF.
- İşaretlemede 4 hane. Sonuncusu sıfır sayısıdır. 3 ilk - pF cinsinden değer. 3353 - 335000pF, 335nF veya 0.335uF.
- Kodda harfleri kullanma. µ harfi uF'dir, n nanofarad'dır, p, pF'dir. 34p5 - 34,5 pF, 1µ5 - 1,5 µF.
- Planör seramik ürünler 2 registerda A-Z harfleri ve 10'un gücünü gösteren bir sayı ile kodlanmıştır. K3 - 2400 pF.
- Elektrolitik SMD cihazları 2 şekilde işaretlenir: sayılar - pF cinsinden nominal kapasitans ve boşluk varsa 2 satırın yanında veya içinde - nominal voltajın değeri; voltajı kodlayan harf ve 3 hanenin yanındaki 2, kapasitansı ve sonuncusu - sıfır sayısını belirler. A205, 10V ve 2uF anlamına gelir.
- Yüzeye monte ürünler harf ve rakamlardan oluşan bir kodla işaretlenmiştir: CA7 - 10 uF ve 16 V.
- Kodlamalar - gövde rengi.
IEC işaretleri, ulusal tanımlamalar ve marka kodları, kodları ezberlemeyi anlamsız hale getirir. Donanım tasarımcıları ve tamircileri referans kaynaklara ihtiyaç duyar.
formül hesaplama
Elemanın nominal kapasitesinin hesaplanması 2 durumda gereklidir:
- Elektronik ekipman tasarımcıları, devreleri oluştururken parametreyi hesaplar.
- Uygun güç ve kapasiteye sahip kapasitörlerin yokluğunda ustalar, mevcut parçalardan seçim yapmak için elemanın hesaplanmasını kullanır.
RC devreleri, empedans değeri - karmaşık direnç (Z) kullanılarak hesaplanır. Ra, devre katılımcılarını ısıtmak için mevcut kayıptır. Ri ve Re - elemanların endüktansının ve kapasitansının etkisini hesaba katar. RC devresindeki direncin terminallerinde, Ur gerilimi Z ile ters orantılıdır.
Termal direnç, yükteki potansiyeli arttırır ve reaktif onu azaltır. Kondansatörün rezonansın üzerindeki frekanslarda çalışması, karmaşık direncin reaktif bileşeni arttığında voltaj kayıplarına yol açar.
Rezonans frekansı, yükü depolama yeteneği ile ters orantılıdır. Fp belirleme formülünden devrenin çalışması için hangi Sk (kapasitör kapasitansı) değerlerinin gerekli olduğu hesaplanır.
Darbe devrelerini hesaplamak için, RC'nin darbe yapısı üzerindeki etkisini belirleyen devre zaman sabiti kullanılır. Devre direnci ve kapasitörün şarj süresi biliniyorsa, kapasitans zaman sabiti formülü kullanılarak hesaplanır. Sonucun doğruluğu insan faktöründen etkilenir.
Master'lar kapasitörlerin paralel ve seri bağlantılarını kullanır. Hesaplama formülleri, direnç formüllerinin tersidir.
Seri bağlantı elemanların bağlantılarında kapasitansı küçültür, paralel devre ise değerleri toplar.
Bir multimetre ile bir kapasitörün kapasitansı nasıl ölçülür?
Parametreleri ölçerken, kondansatör, kabloları sap üzerinde yalıtımlı bir tornavida ile kapatarak ön deşarj olur. Bu yapılmazsa, düşük güçlü multimetre arızalanır.
"Cx" modu ile bir multimetre ile bir kapasitörün kapasitansının nasıl kontrol edileceği sorusunun cevabı aşağıdaki gibidir:
- "Cx" modunu açın ve standart bir cihazda - 2000 pF - 20 μF ölçüm sınırını seçin;
- Kondansatörü cihazdaki soketlere takın veya probları kondansatörün terminallerine bağlayın ve cihazın skalasındaki değere bakın.
Amperovoltmetre veya multimetre, kasanın içinde bir kısa devre veya açık devre olup olmadığını belirler.
Akımın yönü dikkate alınarak cihazın devresine bir polar kondansatör dahildir. Üreticiler, ürünün elektrotlarını işaretler. 1-3 V'luk bir voltaj için tasarlanmış bir kapasitör, ters akım normalden daha yüksekse başarısız olur.
Karakteristikleri ölçmeden önce, polar elektrolitik kondansatör karttan lehimlenmez. Direnci ölçmek veya yarı iletkenleri test etmek için multimetreyi açın. Probları polar kapasitörün elektrotlarına uygulayın - artıdan artıya, eksiden eksiye. İyi bir kapasitans, dirençte yumuşak bir artış gösterecektir. Şarj akımı azaldıkça, EMF artar ve güç kaynağının voltajına ulaşır.
Kondansatördeki bir açık, multimetrede sonsuz bir direnç gibi görünecektir. Cihaz yanıt vermiyor veya analog kopyadaki işaretçi zorlukla hareket ediyor.
Eleman bozulduğunda, ölçülen parametre arıza değeriyle orantılı olarak alt yöndeki nominal değere karşılık gelmez.
Bir multimetre ile karmaşık veya eşdeğer seri direncin (bir kapasitörün ESR'si) nasıl ölçüleceğini kendinize sorarsanız, bunu önek olmadan yapmak sorunludur. Kondansatör, yüksek frekanslı akımda reaktif özellikler sergiler.
Diğer ölçüm yöntemleri
Kendin yap kapasitör kapasitans ölçer, darbe cihazlarının şemalarına göre monte edilir. Değişken dirençli RC devrelerinin dizileri, ürünün çıkışında frekansta bir adım değişikliği ile bir dizi sinyal oluşturur. Cihazı kurmak için ön ekin kullanılacağı bir multimetre kullanın.
Sırayla yapıya bir dizi test edilmiş kapasitör bağlanır ve her alt aralıkta çalışma doğruluğu ayarlanır.
Polar elektrolitik hücreler için kendin yap kapasitans ölçer, bir salınım devresi olmayan bir ön ekin parçası olarak şematik olarak uygulanır ve yapılandırılır. Çıkışta darbeli bir voltaj yerine sabit bir voltaj vardır.
Dijital kapasitans ölçerlerde güç kaynağı oldukça kararlıdır. Devrenin monte edildiği elemanların "kayan" parametreleri, ölçüm doğruluğu için kabul edilemez bir hata verecektir.
Mantık öğelerinde, ESR'yi ölçmek için alternatif darbeli akım kaynakları oluşturulur.
Ek bir SMD direnç testi işlevine sahip RLC köprü cihazları, şebeke şarjı ve bir LCD ekran gibi ucuz kapasitör kapasitans ölçerlerin kendileri bir parmak boyutundadır. Profesyonel bir metrolojik kompleksin işlevlerini yerine getirirler. Hem polar hem de değişken elektrolitik kapasitörler için bir kapasitans ölçer görevi görebilir.
Benzer makaleler:
