Talpa yra kondensatoriaus gebėjimo kaupti krūvius matas. Talpa matuojama faradais, pavadintais Sankt Peterburgo universiteto garbės nario, anglų fiziko Michaelo Faradėjaus vardu.
Turinys
Kas yra talpa?
Jei pašalinsite vieną elektros laidininką be galo toli, neįtraukite įkrautų kūnų įtakos vienas kitam, tada nuotolinio laidininko potencialas taps proporcingas įkrovimui. Tačiau skirtingų dydžių laidininkų potencialai nesutampa.
Kondensatoriaus talpos SI vienetas yra faradas. Proporcingumo koeficientas žymimas raide C – tai talpa, kuriai įtakos turi laidininko dydis ir išorinė struktūra. Medžiaga, elektrodo medžiagos fazinė būsena nevaidina - krūviai pasiskirsto paviršiuje. Todėl tarptautinėse CGS taisyklėse talpa matuojama ne faradais, o centimetrais.
Vienišame 9 milijonų km spindulio (1400 Žemės spindulių) rutulyje yra 1 faradas.Atskiras laidus elementas sulaiko krūvius, kurių nepakanka naudoti technologijoje. XXI amžiaus technologija sukuriama kondensatorių, kurių matavimo vienetai viršija 1 faradą, talpa.
Ne mažiau kaip 2 elektrodų ir atskyrimo dielektriko konstrukcija gali sukaupti elektros energijos kiekį, reikalingą elektroninėms grandinėms veikti. Tokiame projekte teigiamos ir neigiamos dalelės yra tarpusavyje pritraukiamos ir laikosi pačios. Dielektrikas tarp elektronų ir pozitronų poros neleidžia anihiliuoti. Ši krūvio būsena vadinama surišta.
Anksčiau elektros kiekiams matuoti buvo naudojama didelės apimties įranga, kuri nebuvo labai tiksli. Dabar net naujokas radijo mėgėjas žino, kaip testeriu išmatuoti talpą.
Kondensatorių žymėjimas
Norint tiksliai ir saugiai veikti, reikia žinoti elektroninių prietaisų charakteristikas.
Kondensatoriaus talpos nustatymas apima vertės matavimą prietaisais ir žymenų skaitymą ant korpuso. Nurodytos vertės ir gautos matavimų metu skiriasi. Taip yra dėl gamybos technologijų netobulumo ir eksploatacinio parametrų kitimo (dėvėjimo, temperatūros poveikio).
Vardinės talpos ir tolerancijos parametrai nurodyti ant korpuso. Buitiniuose prietaisuose naudojami įrenginiai, kurių nuokrypis yra iki 20%. Kosmoso pramonėje, karinėje technikoje ir pavojingų objektų automatizacijoje charakteristikų sklaida leidžiama 5-10%. Darbo diagramose tolerancijos verčių nėra.
Nominali talpa koduojama pagal IEC standartus – Tarptautinę elektrotechnikos komisiją, kuri vienija nacionalines organizacijas pagal 60 šalių standartus.
IEC standartas naudoja žymėjimą:
- 3 skaitmenų kodavimas. 2 simboliai pradžioje - pF skaičius, trečias - nulių skaičius, 9 pabaigoje - reikšmė mažesnė nei 10 pF, 0 priekyje - ne daugiau 1 pF. Kodas 689 – 6,8 pF, 152 – 1500 pF, 333 – 33000 pF arba 33 nF arba 0,033 uF. Kad būtų lengviau skaityti, dešimtainis kablelis kode pakeičiamas raide „R“. R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 skaitmenys žymėjime. Paskutinis yra nulių skaičius. 3 pirma – reikšmė pF. 3353–335 000 pF, 335 nF arba 0,335 uF.
- Raidžių naudojimas kode. Raidė µ yra uF, n yra nanofaradas, p yra pF. 34p5 – 34,5 pF, 1µ5 – 1,5 µF.
- Sklandytuvų keramikos gaminiai koduojami A-Z raidėmis 2 registruose ir skaičiumi, nurodančiu galią 10. K3 - 2400 pF.
- Elektrolitiniai SMD įrenginiai žymimi 2 būdais: skaičiai - vardinė talpa pF ir šalia arba 2 eilutėmis, jei yra vietos - vardinės įtampos reikšmė; raidė, koduojanti įtampą ir šalia 3 skaitmenų, 2 nustato talpą, o paskutinė - nulių skaičių. A205 reiškia 10V ir 2uF.
- Ant paviršiaus montuojami gaminiai pažymėti raidžių ir skaičių kodu: CA7 - 10 uF ir 16 V.
- Kodavimai – kūno spalva.
Dėl IEC ženklų, nacionalinių pavadinimų ir prekės ženklų kodų kodų įsiminimas tampa beprasmis. Techninės įrangos projektuotojai ir remontininkai reikalauja informacijos šaltinių.
Formulės skaičiavimas
Elemento vardinę talpą reikia apskaičiuoti 2 atvejais:
- Elektroninės įrangos dizaineriai kurdami grandines apskaičiuoja parametrą.
- Meistrai, jei nėra tinkamos galios ir talpos kondensatorių, naudoja elemento apskaičiavimą, norėdami pasirinkti iš galimų dalių.
RC grandinės apskaičiuojamos naudojant varžos reikšmę – kompleksinę varžą (Z). Ra yra srovės nuostoliai šildant grandinės dalyvius. Ri ir Re – atsižvelgiama į elementų induktyvumo ir talpos įtaką. Rezistoriaus gnybtuose RC grandinėje įtampa Ur yra atvirkščiai proporcinga Z.
Šiluminė varža padidina potencialą esant apkrovai, o reaktyvusis jį sumažina. Kondensatoriaus veikimas dažniais, viršijančiais rezonansinį, padidėjus kompleksinės varžos reaktyviajai dedamajai, sukelia įtampos nuostolius.
Rezonanso dažnis yra atvirkščiai proporcingas gebėjimui kaupti krūvį. Iš Fp nustatymo formulės apskaičiuojama, kokios Sk vertės (kondensatoriaus talpa) reikalingos grandinės veikimui.
Impulsinėms grandinėms apskaičiuoti naudojama grandinės laiko konstanta, kuri lemia RC poveikį impulsų struktūrai. Jei žinoma grandinės varža ir kondensatoriaus įkrovimo laikas, talpa apskaičiuojama pagal laiko konstantos formulę. Rezultato tiesai įtakos turi žmogiškasis faktorius.
Meistrai naudoja lygiagrečius ir nuoseklius kondensatorių jungtis. Skaičiavimo formulės yra atvirkštinės rezistorių formulėms.
Nuoseklus jungtis sumažina elementų jungimo talpą, lygiagreti grandinė susumuoja reikšmes.
Kaip multimetru išmatuoti kondensatoriaus talpą?
Matuojant parametrus, kondensatorius preliminariai iškraunamas, uždarant laidus atsuktuvu su izoliacija ant rankenos. Jei tai nebus padaryta, mažos galios multimetras suges.
Atsakymas į klausimą, kaip patikrinti kondensatoriaus talpą naudojant multimetrą su režimu "Cx", yra toks:
- Įjunkite "Cx" režimą ir pasirinkite matavimo ribą - 2000 pF - 20 μF standartiniame įrenginyje;
- Įkiškite kondensatorių į prietaiso lizdus arba prijunkite zondus prie kondensatoriaus gnybtų ir pažiūrėkite į įrenginio skalės vertę.
Amperovoltmetras arba multimetras nustato trumpojo jungimo ar atviros grandinės buvimą korpuso viduje.
Į prietaiso grandinę įtrauktas polinis kondensatorius, atsižvelgiant į srovės kryptį. Gamintojai žymi gaminio elektrodus. Kondensatorius, skirtas 1-3 V įtampai, suges, jei atvirkštinė srovė bus didesnė nei įprasta.
Prieš matuojant charakteristikas, polinis elektrolitinis kondensatorius išlituojamas iš plokštės. Įjunkite multimetrą, kad išmatuotų varžą arba patikrintumėte puslaidininkius. Uždėkite zondus ant polinio kondensatoriaus elektrodų - pliuso prie pliuso, minuso prie minuso. Gera talpa parodys sklandų pasipriešinimo padidėjimą. Kai įkrovimo srovė mažėja, EMF didėja ir pasiekia maitinimo šaltinio įtampą.
Atidarymas kondensatoriuje atrodys kaip begalinis multimetro pasipriešinimas. Įrenginys nereaguos arba analoginės kopijos žymeklis vos pajudės.
Kai elementas sugenda, išmatuotas parametras neatitinka nominalios vertės apatine kryptimi, proporcingai gedimo vertei.
Jei paklausite savęs, kaip išmatuoti sudėtingą ar lygiavertę serijinę varžą (kondensatoriaus ESR) su multimetru, tai padaryti be priešdėlio yra sudėtinga. Kondensatorius pasižymi reaktyviosiomis savybėmis esant aukšto dažnio srovei.
Kiti matavimo metodai
„Pasidaryk pats“ kondensatoriaus talpos matuoklis surenkamas pagal impulsinių įtaisų schemas. RC grandinių su kintamaisiais rezistoriais sekos gaminio išvestyje sukuria signalų seriją, palaipsniui keičiant dažnį. Norėdami nustatyti įrenginį, naudokite multimetrą, su kuriuo bus naudojamas priešdėlis.
Prie konstrukcijos paeiliui prijungiamas išbandytų kondensatorių rinkinys, o veikimo tikslumas reguliuojamas kiekviename poribyje.
„Pasidaryk pats“ polinių elektrolitinių elementų talpos matuoklis yra schematiškai įgyvendintas ir sukonfigūruotas kaip prefikso dalis be virpesių grandinės. Išėjime vietoj impulsinės įtampos yra pastovi įtampa.
Skaitmeniniuose talpos matuokliuose maitinimas yra labai stabilus. Elementų, iš kurių surenkama grandinė, „plūduriuojantys“ parametrai duos matavimo tikslumui nepriimtiną klaidą.
Loginiuose elementuose sukuriami kintamosios impulsinės srovės šaltiniai ESR matuoti.
Nebrangūs kondensatorių talpos matuokliai, tokie kaip RLC tilto įrenginiai su papildoma SMD varžos tikrinimo funkcija, įkrovimu iš tinklo ir LCD ekranu, patys yra piršto dydžio. Jie atlieka profesionalaus metrologinio komplekso funkcijas. Gali veikti kaip polinių ir kintamų elektrolitinių kondensatorių talpos matuoklis.
Panašūs straipsniai:
