Talpa - tai kondensatoriaus gebėjimo kaupti krūvį matas. Talpa matuojama faradais, pavadintais anglų fiziko Michaelo Faradėjaus, Sankt Peterburgo universiteto garbės nario, vardu.
Turinys
Kas yra talpa?
Jei vieną elektros laidininką pašalinsime be galo toli ir pašalinsime krūvį turinčių kūnų tarpusavio poveikį, pašalinto laidininko potencialas taps proporcingas krūviui. Tačiau skirtingo dydžio laidininkų potencialas nėra vienodas.
Kondensatoriaus talpos vienetas SI sistemoje yra faradas. Proporcingumo koeficientas žymimas raide C, t. y. talpa, kuriai įtakos turi laidininko dydis ir išorinė struktūra. Medžiaga, elektrodo medžiagos fazinė būsena neturi reikšmės - krūviai pasiskirsto paviršiuje. Todėl tarptautinėse GHS taisyklėse talpa matuojama ne faradais, o centimetrais.
Vienišame rutulyje, kurio spindulys 9 mln. km (1400 Žemės spindulių), yra 1 faradas. Viename laidžiame elemente yra nepakankamai daug techninėms reikmėms tinkamų krūvių. Pagal XXI a. technologijas. sukuriami kondensatoriai, kurių vienetai didesni nei 1 faradas.
Struktūra, kurią sudaro mažiausiai 2 elektrodai ir atskiriamasis dielektrikas, gali sukaupti tiek elektros energijos, kiek jos reikia elektroninėms grandinėms veikti. Šioje konstrukcijoje teigiamos ir neigiamos dalelės viena kitą traukia ir viena kitą sulaiko. Dielektrikas, esantis tarp elektrono ir pozitrono poros, apsaugo nuo anihiliacijos. Tokia krūvio būsena vadinama rišamąja.
Anksčiau elektros kiekiui matuoti buvo naudojama nepatogi įranga, kuri nepasižymėjo tikslumu. Dabar net pradedantysis radijo mėgėjas žino, kaip išmatuoti talpą testeriu.
Ženklinimas ant kondensatorių
Norint tiksliai ir saugiai eksploatuoti elektroninius prietaisus, būtina žinoti jų charakteristikas.
Nustatant kondensatoriaus talpą reikia išmatuoti vertę prietaisu ir perskaityti žymes ant korpuso. Pažymėtos vertės skiriasi nuo matavimų metu gautų verčių. Taip atsitinka dėl netobulų gamybos metodų ir eksploatacinių svyravimų (nusidėvėjimo, temperatūros poveikio).
Nominalioji talpa ir tolerancijos parametrai nurodyti ant korpuso. Buitiniai prietaisai naudoja prietaisus, kurių nuokrypis siekia iki 20 %. Kosminėse, karinėse ir pavojingose zonose leidžiama 5-10 % paklaida. Darbo grandinėse nėra jokių tolerancijos verčių.
Nominalioji galia koduojama pagal IEC standartus, Tarptautinės elektrotechnikos komisijos, vienijančios 60 šalių nacionalines standartizacijos organizacijas.
IEC standarte naudojami pavadinimai:
- 3 skaitmenų kodai. 2 skaitmenys pradžioje - pF skaičius, trečias skaitmuo - nulių skaičius, 9 pabaigoje - įvertinimas mažesnis nei 10 pF, 0 priekyje - ne didesnis nei 1 pF. Kodas 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF arba 33 nF arba 0,033 µF. Kad kodą būtų lengviau perskaityti, dešimtainis taškas pakeičiamas raide "R". R8=0,8 pF, 2R5 yra 2,5 pF.
- 4 ženklų skaitmenys. Paskutinis yra nulių skaičius. Pirmieji 3 skaičiai yra vertė pF. 3353 - 335000 pF, 335 nF arba 0,335 µF.
- Raidžių naudojimas kode. Raidė µ reiškia µF, n - nanofaradas, p - pF. 34p5 yra 34,5 pF, 1µ5 yra 1,5 µF.
- Obliavimo staklių keramikos gaminiai koduojami raidėmis nuo A iki Z 2 registruose ir skaičiumi, žyminčiu 10 laipsnį. K3 yra 2400 pF.
- Elektrolitiniai SMD gaminiai žymimi dviem būdais: skaitmenimis - vardinė talpa pF ir šalia arba 2 eilutėje, jei yra vietos, - vardinė įtampos vertė; raidė koduoja įtampą ir šalia 3 skaitmenų, 2 apibrėžia talpą, o paskutinis - nulių skaičių. A205 reiškia 10 V ir 2 µF.
- Paviršinio montavimo gaminiai žymimi raidžių ir skaičių kodais: CA7 - 10 µF ir 16 V.
- Kodai žymimi pagal korpuso spalvą.
IEC ženklinimas, nacionaliniai pavadinimai ir prekės ženklų kodai daro kodų įsiminimą beprasmį. Techninės įrangos projektuotojams ir remonto specialistams reikia informacinių šaltinių.
Skaičiavimas pagal formules
Vardinę ląstelės talpą reikia apskaičiuoti 2 atvejais:
- Elektroninės įrangos projektuotojai, kurdami grandines, apskaičiuoja šį parametrą.
- Meistrai, jei nėra tinkamos talpos ir talpos kondensatorių, naudokite elementų skaičiavimą, kad pasirinktumėte iš turimų dalių.
RC grandinės apskaičiuojamos naudojant impedanso vertę - kompleksinę varžą (Z). Ra - srovės nuostoliai dėl grandinės dalyvių įkaitimo. Ri ir Re - atsižvelgiama į elementų induktyvumo ir talpos įtaką. RC grandinių rezistorių gnybtuose įtampa Up yra atvirkščiai proporcinga Z.
Šiluminė varža didina potencialą prie apkrovos, o reaktyvioji varža jį mažina. Dirbant kondensatoriui aukštesniais nei rezonanso dažniais, kai padidėja kompleksinės varžos reaktyvioji sudedamoji dalis, atsiranda įtampos nuostoliai.
Rezonanso dažnis atvirkščiai proporcingas gebėjimui kaupti krūvį. Pagal Fp nustatymo formulę apskaičiuokite, kokios Cc (kondensatoriaus talpos) vertės reikalingos, kad grandinė veiktų.
Impulsinėms grandinėms apskaičiuoti naudojama grandinės laiko konstanta, kuri lemia RC poveikį impulso struktūrai. Jei žinoma grandinės varža ir kondensatoriaus įkrovimo laikas, talpa apskaičiuojama pagal laiko konstantos formulę. Rezultatų teisingumui įtakos turi žmogiškasis veiksnys.
Meistrai naudoja lygiagretųjį ir nuoseklųjį kondensatorių sujungimą. Skaičiavimo formulės yra atvirkštinės rezistorių skaičiavimo formulėms.
Nuosekliai sujungus elementus, jų talpa yra mažesnė, o lygiagrečiojoje grandinėje vertės sudedamos.
Kaip multimetru išmatuoti kondensatoriaus talpą?
Matuojant kondensatorių, pirmiausia kondensatorius iškraunamas trumpai sujungiant gnybtus izoliuotu atsuktuvu, esančiu ant rankenos. Jei to nepadarysite, mažos galios multimetras neveiks.
Atsakymas į klausimą, kaip patikrinti kondensatoriaus talpą multimetru su "Cx" režimu, yra toks:
- Įjunkite "Cx" režimą ir pasirinkite matavimo ribą - nuo 2000 pF iki 20 μF standartiniame matuoklyje;
- Įkiškite kondensatorių į prietaiso lizdus arba uždėkite zondą ant kondensatoriaus kontaktų ir nuskaitykite vertę prietaiso skalėje.
Naudodami ampervoltmetrą arba multimetrą, nustatykite, ar korpuse yra trumpasis arba atvirasis jungimas.
Poliariškumo kondensatorius į prietaiso grandinę jungiamas atsižvelgiant į srovės kryptį. Gaminio elektrodai yra pažymėti gamintojo. Kondensatorius, suprojektuotas 1-3 V įtampai, suges, jei atvirkštinė srovė bus didesnė nei įprastai.
Prieš matuojant charakteristikas, poliarinis elektrolitinis kondensatorius atsukamas nuo plokštės. Įjunkite multimetrą varžos matavimo arba puslaidininkių bandymo režimu. Uždėkite zondus ant poliarinio kondensatoriaus elektrodų - pliusą prie pliuso, minusą prie minuso. Sugedusio kondensatoriaus varža didės tolygiai. Įkrovimo metu srovė mažėja, EMP didėja ir pasiekia maitinimo šaltinio įtampą.
Atvira kondensatoriaus grandinė multimetrui rodoma kaip begalinė varža. Prietaisas nereaguoja arba analoginio indikatoriaus rodyklė beveik nejuda.
Jei elementas sugenda, išmatuota vertė bus mažesnė už vardinę vertę proporcingai gedimo dydžiui.
Jei įdomu, kaip multimetru išmatuoti kondensatoriaus kompleksinę arba ekvivalentinę nuosekliąją varžą (ESR), be priedėlio tai padaryti sudėtinga. Kondensatorius pasižymi reaktyviosiomis savybėmis esant aukšto dažnio srovėms.
Kiti matavimo metodai
Kondensatoriaus talpos matuoklis savo rankomis surenkamas pagal impulsinio prietaiso schemas. RC grandinių su kintamaisiais rezistoriais seka sukuria seriją dažnio žingsninių signalų gaminio išėjime. Multimetras naudojamas įrenginiui, su kuriuo bus naudojamas priedas, nustatyti.
Prie konstrukcijos paeiliui prijungiamas išbandytų kondensatorių rinkinys ir sureguliuojamas kiekvieno pogrupio tikslumas.
Poliarinis elektrolitinių elementų talpos matuoklis savo rankomis yra schematiškai įgyvendintas ir suderintas kaip televizoriaus priedėlio dalis be virpesių grandinės. Išėjimas yra ne impulsinė, o pastovi įtampa.
Skaitmeninių talpos matuoklių maitinimo šaltinis yra labai stabilus. Elementų, iš kurių sudaryta grandinė, "plaukiojantys" parametrai lems nepriimtiną matavimų tikslumo paklaidą.
Loginiai elementai naudojami kuriant impulsinius kintamosios srovės šaltinius, skirtus ESR matavimams.
Nebrangūs kondensatorių talpos matuokliai, RLC tiltelio tipo prietaisai su papildoma SMD varžos bandymo funkcija, maitinimo tinklo įkrovikliu ir LCD ekranu, prilygstantys piršto dydžiui. Jie veikia kaip profesionali metrologijos sistema. Gali veikti kaip elektrolitinių kondensatorių, tiek polinių, tiek kintamųjų, talpos matuoklis.
Susiję straipsniai:
