La capacità è una misura della capacità di un condensatore di immagazzinare cariche. La capacità è misurata in farad, dal nome del membro onorario dell'Università di San Pietroburgo, il fisico inglese Michael Faraday.
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Cos'è la capacità?
Se rimuovi un singolo conduttore elettrico infinitamente lontano, escludi l'influenza dei corpi carichi l'uno sull'altro, il potenziale del conduttore remoto diventerà proporzionale alla carica. Ma per conduttori di dimensioni diverse, i potenziali non corrispondono.
L'unità SI della capacità di un condensatore è il farad. Il fattore di proporzionalità è indicato dalla lettera C: questa è la capacità, che è influenzata dalle dimensioni e dalla struttura esterna del conduttore. Il materiale, lo stato di fase della sostanza dell'elettrodo non gioca un ruolo: le cariche sono distribuite sulla superficie. Pertanto, nelle regole CGS internazionali, la capacità viene misurata non in farad, ma in centimetri.
Una sfera solitaria con un raggio di 9 milioni di km (1400 raggi terrestri) contiene 1 farad.Un elemento conduttivo separato trattiene cariche in quantità insufficienti per l'uso nella tecnologia. La tecnologia del 21° secolo viene creata la capacità dei condensatori con unità di misura superiori a 1 farad.
Una struttura di almeno 2 elettrodi e un dielettrico separatore è in grado di accumulare la quantità di elettricità necessaria per il funzionamento dei circuiti elettronici. In un tale progetto, le particelle positive e negative si attraggono reciprocamente e si trattengono. Il dielettrico tra la coppia elettrone-positrone non consente l'annichilazione. Questo stato di carica è chiamato vincolato.
In precedenza, per misurare le grandezze elettriche venivano utilizzate apparecchiature ingombranti non molto precise. Ora, anche un radioamatore alle prime armi sa come misurare la capacità con un tester.
Contrassegni del condensatore
Conoscere le caratteristiche dei dispositivi elettronici è necessario per un funzionamento accurato e sicuro.
La determinazione della capacità di un condensatore include la misurazione del valore con gli strumenti e la lettura dei contrassegni sulla custodia. I valori indicati e quelli ottenuti durante le misurazioni differiscono. Ciò è dovuto all'imperfezione delle tecnologie di produzione e alla variazione operativa dei parametri (usura, effetti della temperatura).
La capacità nominale e i parametri di tolleranza sono indicati sulla custodia. Negli elettrodomestici vengono utilizzati dispositivi con una deviazione fino al 20%. Nell'industria spaziale, nelle apparecchiature militari e nell'automazione di oggetti pericolosi è consentita una diffusione delle caratteristiche del 5-10%. I diagrammi di lavoro non contengono valori di tolleranza.
La capacità nominale è codificata secondo gli standard IEC - la Commissione elettrotecnica internazionale, che riunisce le organizzazioni nazionali secondo gli standard di 60 paesi.
La norma IEC utilizza la notazione:
- Codifica a 3 cifre. 2 caratteri all'inizio - il numero di pF, il terzo - il numero di zeri, 9 alla fine - il valore è inferiore a 10 pF, 0 davanti - non più di 1 pF. Codice 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF o 33 nF o 0,033 uF. Per facilità di lettura, il punto decimale del codice è sostituito dalla lettera "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 cifre nella marcatura. L'ultimo è il numero di zeri. 3 primo - valore in pF. 3353 - 335000 pF, 335 nF o 0,335 uF.
- Usare le lettere nel codice. La lettera µ è uF, n è nanofarad, p è pF. 34p5 - 34,5 pF, 1 µ5 - 1,5 µF.
- I prodotti in ceramica Glider sono codificati con le lettere A-Z in 2 registri e un numero che indica la potenza di 10. K3 - 2400 pF.
- I dispositivi elettrolitici SMD sono contrassegnati in 2 modi: numeri - capacità nominale in pF e accanto o in 2 linee se c'è spazio - il valore della tensione nominale; la lettera che codifica la tensione e accanto a 3 cifre, 2 determinano la capacità e l'ultimo - il numero di zeri. A205 significa 10V e 2uF.
- I prodotti a montaggio superficiale sono contrassegnati da un codice di lettere e numeri: CA7 - 10 uF e 16 V.
- Codifiche - colore del corpo.
Le marcature IEC, le designazioni nazionali e i codici dei marchi rendono la memorizzazione dei codici priva di significato. I progettisti e i riparatori di hardware richiedono fonti di riferimento.
Calcolo della formula
Il calcolo della portata nominale dell'elemento è richiesto in 2 casi:
- I progettisti di apparecchiature elettroniche calcolano il parametro durante la creazione di circuiti.
- I master in assenza di condensatori di potenza e capacità adeguate utilizzano il calcolo dell'elemento per selezionare tra le parti disponibili.
I circuiti RC vengono calcolati utilizzando il valore di impedenza - resistenza complessa (Z). Ra è la perdita di corrente per il riscaldamento dei partecipanti al circuito. Ri e Re: tengono conto dell'influenza dell'induttanza e della capacità degli elementi. Ai terminali del resistore nel circuito RC, la tensione Ur è inversamente proporzionale a Z.
La resistenza termica aumenta il potenziale al carico e il reattivo lo riduce. Il funzionamento del condensatore a frequenze superiori alla risonanza, quando aumenta la componente reattiva della resistenza complessa, porta a perdite di tensione.
La frequenza di risonanza è inversamente proporzionale alla capacità di immagazzinare la carica. Dalla formula per determinare Fp, viene calcolato quali valori di Sk (capacità del condensatore) sono richiesti per il funzionamento del circuito.
Per calcolare i circuiti a impulsi, viene utilizzata la costante di tempo del circuito, che determina l'effetto di RC sulla struttura degli impulsi. Se si conoscono la resistenza del circuito e il tempo di carica del condensatore, la capacità viene calcolata utilizzando la formula della costante di tempo. La verità del risultato è influenzata dal fattore umano.
I master utilizzano collegamenti in parallelo e in serie di condensatori. Le formule di calcolo sono inverse alle formule per i resistori.
Un collegamento in serie riduce la capacità nel collegamento degli elementi, un circuito in parallelo riassume i valori.
Come misurare la capacità di un condensatore con un multimetro?
Quando si misurano i parametri, il condensatore viene preliminarmente scaricato chiudendo i cavi con un cacciavite con isolamento sull'impugnatura. In caso contrario, il multimetro a bassa potenza si guasterà.
La risposta alla domanda su come controllare la capacità di un condensatore con un multimetro con la modalità "Cx" è la seguente:
- Attivare la modalità "Cx" e selezionare il limite di misurazione - 2000 pF - 20 μF in un dispositivo standard;
- Inserire il condensatore nelle prese del dispositivo o collegare le sonde ai terminali del condensatore e osservare il valore sulla scala del dispositivo.
Un amperovoltmetro o un multimetro determina la presenza di un cortocircuito o di un circuito aperto all'interno della custodia.
Un condensatore polare è incluso nel circuito del dispositivo, tenendo conto della direzione della corrente. I produttori contrassegnano gli elettrodi del prodotto. Un condensatore progettato per una tensione di 1-3 V si guasterà se la corrente inversa è superiore al normale.
Prima di misurare le caratteristiche, il condensatore elettrolitico polare viene dissaldato dalla scheda. Accendi il multimetro per misurare la resistenza o testare i semiconduttori. Applicare le sonde agli elettrodi del condensatore polare - più a più, meno a meno. Una buona capacità mostrerà un aumento graduale della resistenza. Quando la corrente di carica diminuisce, l'EMF aumenta e raggiunge la tensione della fonte di alimentazione.
Un'apertura nel condensatore sembrerà una resistenza infinita sul multimetro. Il dispositivo non risponderà o il puntatore sulla copia analogica si sposterà a malapena.
Quando l'elemento si rompe, il parametro misurato non corrisponde al valore nominale nella direzione inferiore, in proporzione al valore di rottura.
Se ti chiedi come misurare la resistenza in serie complessa o equivalente (ESR di un condensatore) con un multimetro, è problematico farlo senza un prefisso. Il condensatore mostra proprietà reattive alla corrente ad alta frequenza.
Altri metodi di misurazione
Il misuratore di capacità del condensatore fai-da-te è assemblato secondo gli schemi dei dispositivi a impulsi. Le sequenze di circuiti RC con resistori variabili creano una serie di segnali all'uscita del prodotto con una variazione graduale della frequenza. Per configurare il dispositivo, utilizzare un multimetro con il quale verrà utilizzato il prefisso.
Un set di condensatori testati è collegato a sua volta alla struttura e la precisione del funzionamento è regolata in ogni sottointervallo.
Un misuratore di capacità fai-da-te per celle elettrolitiche polari è schematicamente implementato e configurato come parte di un prefisso senza un circuito oscillatorio. In uscita, invece di una tensione pulsata, c'è una tensione costante.
Nei misuratori di capacità digitali, l'alimentazione è altamente stabile. I parametri "fluttuanti" degli elementi da cui è assemblato il circuito daranno un errore inaccettabile per l'accuratezza della misurazione.
Sugli elementi logici vengono create sorgenti di corrente pulsata alternata per misurare la VES.
I misuratori di capacità del condensatore economici, come i dispositivi a ponte RLC con una funzione di test di resistenza SMD aggiuntiva, la carica di rete e un display LCD, hanno le dimensioni di un dito. Svolgono le funzioni di un complesso metrologico professionale. In grado di fungere da misuratore di capacità per condensatori elettrolitici, sia polari che variabili.
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