+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Как определить емкость конденсатора: 4 рабочих способа

Основной характеристикой конденсатора является его емкость. Очень часто замеры емкости требуется проводить в электролитическом конденсаторе. В отличие от керамических и оксидных конденсаторов, которые редко выходят из строя (разве что в результате пробоя диэлектрика), электролитическим деталям свойственна потеря ёмкости из-за высыхания электролита. Поскольку работа электронных схем сильно зависит от емкостных характеристик, то необходимо знать, как определить емкость конденсатора.

Существуют разные способы определения ёмкости:

  • по кодовой или цветной маркировке деталей;
  • с помощью измерительных приборов;
  • с использованием формулы.

Измерить емкость проще всего с помощью измерителя C и ESR. Для этого контакты измерительных щупов подсоединяют к выводам конденсатора, соблюдая полярность электролитических деталей. При этом результаты измерений выводятся на дисплей. (Рисунок 1). Радиолюбители, которым часто приходится делать измерения, приобретают такой прибор или изготавливают его самостоятельно.

Рис. 1. Измерение ёмкости с помощью измерителя C и ESR

С использованием мультиметра и формул

Если в вашем распоряжении есть мультиметр с функцией измерения параметра «Cx», то измерить ёмкость конденсатора довольно просто: следует переключить прибор в режим «Сх», после чего выбрать оптимальный диапазон измерения, соответствующий параметрам конденсатора. Ножки конденсатора вставляем в соответствующее гнездо (соблюдая полярность подключения) и считываем его параметры.

Режим «Сх» в мультиметре

Менее точно можно определить ёмкость с помощью тестера, у которого нет режима «Сх». Для этого потребуется источник питания, к которому подключают конденсатор по простой схеме (рис. 2).

Рис. 2. Схема подключения конденсатора

Алгоритм измерения следующий:

  1. Измерьте напряжение источника питания щупами контактов измерительного прибора.
  2. Образуйте RC-цепочку с конденсатором и выводами резистора номиналом 1 – 10 кОм.
  3. Закоротите выводы конденсатора и подключите RC-цепочку к источнику питания.
  4. Замерьте напряжение образованной цепи с помощью мультиметра.
  5. Если напряжение изменилось, необходимо подогнать его до значения, близкого к тому, которое вы получили на выходе источника питания.
  6. Вычислите 95% от полученного значения. Запишите показатели измерений.
  7. Возьмите секундомер и включите его одновременно с убиранием закоротки.
  8. Как только мультиметр покажет значение напряжения, которое вы вычислили (95%), остановите секундомер.
  9. По формуле С = t/3R, где t – время падения напряжения, вычисляем ёмкость конденсатора в фарадах, если единицы измерения сопротивление резистора выразили в омах, а время в секундах.
Рис. 3. Измерение с помощью тестера. Проверка

Подчеркнём ещё раз, что точность измерения ёмкости данным способом не слишком высока, но определить работоспособность радиоэлемента на основании такого измерения вполне возможно. Некоторые узлы электронных приборов исправно работают, если есть небольшие отклонения от номинальных емкостей, главное, чтобы не было электрического пробоя.

Таким же методом можно вычислить параметры керамического радиоэлемента. Для этого необходимо подключить RC-цепочку через трансформатор и подать переменное напряжение. Значение ёмкости в данном случае определяем по формуле: C = 0.5*π*f*Xc , где f частота тока, а Xc ёмкостное сопротивление.

Осциллографом

С приемлемой точностью можно определить ёмкость конденсатора с помощью цифрового или обычного электронного осциллографа. Принцип похож на метод измерения ёмкости тестером. Разница только в том, что не потребуется секундомер, так как с высокой точностью время зарядки конденсатора отображается на экране осциллографа. Если применить генератор частоты и последовательную RC-цепочку (рис. 4), то ёмкость можно рассчитать по простой формуле: C = U

R / UC* ( 1 / 2*π*f*R ).

Рис. 4. Простая схема

Алгоритм вычисления простой:

  1. Подключите осциллограф к электрической схеме. При подключении щупов прибора к электролитам соблюдайте полярность электрического тока.
  2. Измерьте амплитуды напряжений на конденсаторе и на резисторе.
  3. Путём подстройки частоты генератора добивайтесь, чтобы значения амплитуд на обоих элементах сравнялись (хотя бы приблизительно).
  4. Подставьте полученные значения в формулу и вычислите ёмкость конденсатора.

При измерении ёмкостей неполярных конденсаторов часто вместо RC-цепочки собирают мостовую схему с частотным генератором (показано на рис. 5), а также другие сборки. Сопротивления резисторов подбирают в зависимости от параметров номинальных напряжений измеряемых деталей. Ёмкость вычисляют из соотношения: r/ Cx = r/ C0.

Рисунок 5. Мостовая схема

Гальванометром

При наличии баллистического гальванометра также можно определить ёмкость конденсатора.   Для этого используют формулу:

C = α * Cq / U , где α –  угол отклонения гальванометра, Cq – баллистическая постоянная прибора, U – показания гальванометра.

Из-за падения сопротивления утечки ёмкость конденсаторов уменьшается. Энергия теряется вместе с током утечки.

Описанные выше методики определения ёмкости позволяют определить исправность конденсаторов. Значительное отклонение от номиналов говорит, что конденсаторы неисправны. Пробитый электролитический радиоэлемент легко определяется путём измерения сопротивления. Если сопротивление стремится к 0 – изделие закорочено, а если к бесконечности – значит, есть обрыв.

Следует опасаться сильного электрического разряда при подключениях щупов к большим электролитам. Они могут накапливать мощный электрический заряд от постоянного тока, который молниеносно высвобождается током разряда.

По маркировке

Напомним, что единицей емкости в системе СИ является фарада ( обозначается

F или Ф). Это очень большая величина, поэтому на практике используются дольные величины:

  • миллифарады (mF, мФ ) = 10-3 Ф;
  • микрофарады (µF, uF, mF, мкФ) = 10-3 мФ = 10-6 Ф;
  • нанофарады (nF, нФ) = 10-3 мкФ =10-9 Ф;
  • пикофарады (pF, mmF, uuF) = 1 пФ = 10-3 нФ = 10-12 Ф.

Мы перечислили название единиц и их сокращённое обозначение потому, что они часто встречаются в маркировке крупных конденсаторов (см. рис. 6).

Рис. 6. Маркировка крупных конденсаторов

Обратите внимание на маркировку плоского конденсатора (второй сверху): после трёхзначной цифры стоит буква М. Данная буква не обозначает единицы измерения «мегафарад» – таких просто не существует. Буквами обозначены допуски, то есть, процент отклонения от ёмкости, обозначенной на корпусе. В нашем случае отклонение составляет 20% в любую сторону.

Надпись 102М на большом корпусе можно было бы написать: 102 нФ ± 20%.

Теперь расшифруем надпись на корпусе третьего изделия. 118 – 130 MFD обозначает, что перед нами конденсатор, ёмкость которого находится в пределах 118 – 130 микрофарад. В данном примере буква М уже обозначает «микро». FD – обозначает «фарады», сокращение английского слова «farad».

На этом простом примере видно, какая большая путаница в маркировке. Особенно запутана кодовая маркировка, применяемая для крохотных конденсаторов. Дело в том, что можно встретить конденсаторы, маркировка которых выполнена старым способом и детали с современной кодировкой, в соответствии со стандартом EIA. Одни и те же символы можно по-разному интерпретировать.

По стандарту EIA:

  1. Две цифры и одна буква. Цифры обозначают ёмкость, обычно в пикофарадах, а буква – допуски.
  2. Если буква стоит на первом или втором месте, то она обозначает либо десятичную запятую (символ R), либо указывает на название единицы измерения («p» – пикофарад, «n» – нанофарад, «u» – микрофарад). Например: 2R4 = 2.4 пФ; N52 = 0,52 нФ; 6u1 = 6,1 мкф.
  3. Маркировка тремя цифрами. В данном коде обращайте внимание на третью цифру. Если её значение от 0 до 6, то умножайте первые две на 10 в соответствующей степени. При этом 10
    0
    =1; 101 = 10; 102 = 100 и т. д. до 106.

Цифры от 7 до 9 указывают на показатель степени со знаком «минус»: 7 условно = 10-3; 8 = 10-2; 9 = 10-1.

Пример:

  • 256 обозначает: 25× 105 = 2500 000 пФ = 2,5 мкФ;
  • 507 обозначает: 50 × 10-3 = 50 000 пФ = 0, 05 мкФ.

Возможна и такая надпись: «1B253». При расшифровке необходимо разбить код на две части – «1B» (значение напряжения) и 253 = 25 × 103 = 25 000 пФ = 0,025 мкФ.

В кодовой маркировке используются прописные буквы латинского алфавита, указывающие допуски. Один пример мы рассмотрели, анализируя маркировку на рис. 6.

Приводим полный список символов:

  • B = ± 0,1 пФ;
  • C = ± 0,25 пФ;
  • D = ± 0,5 пФ или ± 0,5% (если емкость превышает 10 пФ).
  • F = ± 1 пФ или ± 1% (если емкость превышает 10 пФ).
  • G = ± 2 пФ или ± 2% (для конденсаторов от 10 пФ»).
  • J = ± 5%.
  • K = ± 10%.
  • M = ± 20%.
  • Z = от –20% до + 80%.

Изделия с кодовой маркировкой изображены на рис. 7.

Рис. 7. Пример кодовой маркировки

Если в кодировке отсутствует символ из приведённого выше списка, а стоит другая буква, то она может единицу измерения емкости.

Важным параметром является его рабочее напряжение конденсатора. Но так как в данной статье мы ставим задачу по определению ёмкости, то пропустим описание маркировки напряжений.

Отличить электролитический конденсатор от неполярного можно по наличию символа «+» или «–» на его корпусе.

Цветовая маркировка

Описывать значение каждого цвета не имеет смысла, так как это понятно из следующей таблицы (рис. 8):

Рис. 8. Цветовая маркировка

Запомнить символику кодовой и цветовой маркировки довольно трудно. Если вам не приходится постоянно заниматься подбором конденсаторов, то проще пользоваться справочниками или обратиться к информации, изложенной в данной статье.

Видео в помощь

Измерение емкости | Fluke

Чтобы провести измерение емкости, мультиметр выполняет зарядку конденсатора от известного источника тока, измеряет результирующее напряжение, а затем вычисляет емкость.

Предупреждение! Исправный конденсатор сохраняет электрический заряд и может оставаться под напряжением после отключения питания. Прежде чем коснуться его, а также перед выполнением измерений: а) отключите питание, б) с помощью мультиметра убедитесь, что питание отключено, в) осторожно разрядите конденсатор, подключив резистор к выводам (как указано в следующем абзаце). Обязательно используйте соответствующие средства индивидуальной защиты.

Для безопасной разрядки конденсатора: После отключения питания подключите резистор на 20 000 Ом, 5 Вт к клеммам конденсатора на пять секунд. С помощью мультиметра убедитесь, что конденсатор полностью разряжен.

  1. С помощью цифрового мультиметра (DMM) убедитесь, что в контуры не поступает питание. Если конденсатор встроен в цепь переменного тока, настройте мультиметр на измерение напряжения переменного тока. Если конденсатор встроен в цепь постоянного тока, настройте цифровой мультиметр на измерение напряжения постоянного тока.
  2. Осмотрите конденсатор. При наличии утечек, трещин, вздутий или других признаков износа замените конденсатор.
  3. Переведите поворотный переключатель в положение измерения емкости ( ). Этот символ на переключателе часто совмещен с символом другой функции. Для начала измерения обычно требуется не только перевести переключатель в нужное положение, но и нажать функциональную кнопку. Инструкции см. в руководстве пользователя мультиметра.
  4. Для правильного измерения необходимо отсоединить конденсатор от цепи. Разрядите конденсатор, как описано выше в предупреждении.

    Примечание. У некоторых мультиметров предусмотрен режим относительных измерений (REL). При измерении малых значений емкости можно использовать режим относительных измерений для устранения емкости измерительных проводов. Чтобы перевести мультиметр в режим относительных измерений, оставьте измерительные провода разомкнутыми и нажмите кнопку REL. Таким образом вы устраните остаточную емкость измерительных проводов.

  5. Подсоедините измерительные провода к клеммам конденсатора. Удерживайте измерительные провода подключенными в течение нескольких секунд, чтобы мультиметр автоматически выбрал подходящий диапазон.
  6. Прочитайте отображаемые значения. Если значение емкости находится в пределах диапазона измерения, мультиметр показывает значение емкости конденсатора. Символ OL отображается на экране в следующих случаях: a) значение емкости выше диапазона измерения или б) конденсатор неисправен.

Общая информация об измерении емкости

Поиск и устранение неисправностей в однофазных электродвигателях является одним из наиболее распространенных способов использования функции измерения емкости.

Невозможность запуска однофазного электродвигателя с конденсатором является признаком неисправности конденсатора. Такие электродвигатели продолжают работать после включения, что усложняет поиск и устранение неисправностей. Хорошим примером такой проблемы является неисправность конденсатора для жесткого запуска на компрессорах системы ОВКВ. Двигатель компрессора может запуститься, но вскоре он перегревается, что приводит к срабатыванию выключателя.

Для проверки состояния конденсатора на однофазных электродвигателях с такими проблемами и шумами требуется мультиметр. Почти на всех конденсаторах электродвигателей указано значение емкости в микрофарадах.

Трехфазные конденсаторы для коррекции коэффициента мощности обычно защищены предохранителями. В случае отказа одного или нескольких конденсаторов эффективность системы снижается, что с большой долей вероятности приводит к увеличению расходов на коммунальные услуги и произвольному отключению оборудования. В случае перегорания предохранителя необходимо измерить емкость в микрофарадах на предположительно неисправном конденсаторе и убедиться, что полученное значение находится в пределах диапазона, указанного на конденсаторе.

Полезно знать некоторые дополнительные обстоятельства, связанные с емкостью.

  • Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются причиной неисправности.
  • Неисправность конденсатора может быть связана с коротким замыканием, разрывом цепи или физическим ухудшением состояния до точки отказа.
  • Короткое замыкание конденсатора может вызвать перегорание предохранителя или повреждение других компонентов.
  • В случае разрыва цепи или ухудшения состояния конденсатора возможен отказ цепи или ее компонентов.
  • Износ также может изменить значение емкости конденсатора и стать причиной неисправности.

Ссылка: Digital Multimeter Principles by Glen A. Mazur, American Technical Publishers.

Подберите подходящий мультиметр

В чем измеряются единицы емкости конденсаторов

Конденсатор представляет собой электрическое устройство, которое обладает возможностью накапливать заряд, состоит из обкладок и слоя диэлектрика между ними. Одной из важнейших характеристик прибора является ёмкость.

Конденсатор

Единица измерения емкости

В Международной системе СИ за единицу измерения ёмкости конденсатора принимают фарад:

[C] = Ф, где С – обозначение ёмкости устройства.

Международное обозначение – F. Названа в честь английского физика М.Фарадея и используется в Международной системе СИ с 1960г.

Формула для расчёта электроёмкости записывается следующим образом:

С = Dq / U (1), где:

  • Dq – заряд (измеряется в кулонах, или Кл),
  • U – разность потенциалов между обкладками (измеряется в вольтах или В).

Следовательно, 1Ф = 1Кл / 1В.

То есть конденсатор ёмкостью в 1 фарад накапливает на обкладках заряд, равный 1 кулон, создавая напряжение между ними, равное 1 вольт.

В фарадах измеряются электроёмкости проводников и конденсаторов.

Согласно правилам написания, принятых в СИ, если название происходит от фамилии учёного, то полное её название «фарад» пишется с маленькой (строчной) буквы, а её сокращённое название «Ф» – с прописной.

Единица измерения электроёмкости в других системах

Помимо СИ, есть ещё устаревшая система СГС, которой пользовались ранее. Первые три символа в названии обозначают:

  • С – сантиметр,
  • Г – грамм,
  • С – секунда.

Существует две разновидности системы: СГСЭ и СГСМ. Символ Э в СГСЭ обозначает электростатическую систему, а символ М – магнитную. В системе СГСЭ емкость конденсатора измеряется в сантиметрах, или см. Для пересчёта используют соотношение:

  • 1см » 1,1126 · 10-12Ф,
  • 1Ф » 8,99 · 1011 статФ.

Сантиметр по-другому может называться статфарад, или статФ.

В системе СГСМ единицей измерения является абфарад, или абФ. Абфарад связан с фарадом следующим образом:

1абф = 1·109 Ф = 1ГФ.

Для перевода из СГСЭ и СГСМ в СИ в сети Интернет имеются специальные сервисы, которые позволяют автоматизировать эти действия.

Онлайн переводчик из СГС в СИ

Фарады через основные единицы системы СИ

Для выражения фарады через основные единицы СИ воспользуемся следующими формулами.

Единица измерения заряда вычисляется как:

Dq = I · Dt (2), где:

  • I – сила тока (измеряется в амперах или А),
  • Dt – время прохождения заряда (измеряется в секундах или с).

В свою очередь, напряжение определяется как работа, которую нужно выполнить для перемещения заряда в электростатическом поле:

U = А / Dq (3), где А – работа по перемещению заряда, определяется в джоулях, или Дж.

Из механики известно, что:

А = F · s = m · a · s (4), где:

  • m – масса, измеряется в килограммах, или кг,
  • s – перемещение, рассчитывается в метрах, или м,
  • a – ускорение, определяется в м/с2.

Из формул 1-4 имеем:

Таким образом, 1 фарад через единицы СИ определяется как:

Кратные единицы ёмкости

При покупке радиодеталей невозможно купить конденсатор с электроёмкостью даже в несколько единиц фарад. Они выпускаются с гораздо меньшими параметрами. Это объясняется тем, что ёмкость в 1 фарад является очень большой величиной. Например, такую электроёмкость может иметь изолированный проводник в форме шара с радиусом в 13 раз больше радиуса Солнца.

Именно по этой причине для характеристики емкостных устройств применяют дольные единицы, которые рассчитываются как доля от определённого числа фарад. Для обозначения используют приставки, которые применяются для сокращения длины записываемого числа.

Таблица перевода дольных единиц

ПриставкаОбозначениеМножитель
децидФdF10^-1
сантисФsF10^-2
миллимФmF10^-3
микромкФF или uF10^-6
нанонФnF10^-9
пикопФpF, mmF, uuF10^-12
фемтофФfF10^-15
аттоаФaF10^-18
зептозФzF10^-21
йоктоиФyF10^-24

Таким образом, если параметр указывается равным 5 uF, то для перевода в фарады необходимо умножить цифру 5 на соответствующий множитель. Получаем 5 uF = 5 · 10-6 F.

В радиотехнике наиболее популярны модели, ёмкость которых измеряется в микрофарадах, нанофарадах (микромикрофарадах) или пикофарадах.

Также промышленность выпускает устройства ионисторы, которые представляют собой конденсаторы, имеющие двойной электрический слой. У некоторых ионисторов ёмкость может измеряться в килофарадах.

Ионистор с характеристикой в 1F

Маркировка конденсаторов в зависимости от ёмкости

Кодировка маленьких по размерам устройств

Существует специальная цифровая кодировка. Её используют для маркировки маленьких по размерам приборов. Кодировка электроёмкости выполняется согласно стандарту EIA.

Внимание! Ёмкость небольших конденсаторов, например, керамических или танталовых, обычно измеряется в пикофарадах, а больших, например, алюминиевых электролитических, в микрофарадах.

Существует специальная таблица таких обозначений, с помощью которой можно быстро подобрать такую же или аналогичную радиодеталь по соответствующему коду. Её можно свободно найти в Интернете.

В старых маркировках использовалась следующая кодировка. Если нанесено целое двузначное число, значит, значение ёмкость измеряется в пикофарадах, а если нанесена десятичная дробь, значит, параметр определяется в микрофарадах.

Например, радиодеталь с параметром 1000 nF =1 uF будет иметь маркировку 105, с параметрами 820 nF = 0, 82 uF – маркировку 824, а 0,27 uF = 270nF будет обозначено кодом 274.

В настоящее время, если на устройстве нанесено значение, не содержащее буквы, то оно обозначает ёмкость в пикофарадах. Если перед цифрами или после них стоит символ «н» («n»), то это означает, что значение даётся в нанофарадах, если «мк» («m», «u») – микрофарадах. В том случае, когда символ располагается перед числом, цифры в нём обозначают сотые доли. Например, n61 расшифровывается как 0,61нФ. Если символ располагается посередине значения, то на место символа нужно поставить запятую. Сам символ покажет единицы измерения. Например, 5u2 обозначает 5,2 мкФ.

Также в настоящее время используется цифровая кодировка, содержащая три числа. Первые две цифры являются числовыми характеристиками ёмкости. Параметр при этом измеряется в пикофарадах. Если значение меньше 1, то первая цифра – 0. Третья цифра определяет множитель, на который нужно умножить число, получаемое из первых двух цифр.

В случае, когда последнее число находится в диапазоне от 0 до 6, к значению дописывают количество нулей, равное третьей цифре. Например, если указано число 270, то устройство имеет параметр 27 пФ, если 271 – то на 270 пФ.

Трёхзначная кодировка

Если число равно 8, то в этом случае множитель равен 0,01. То есть если указано число 278, то ёмкость будет равна 27 · 10-2 = 0,27. Когда третье число равно 9, то множитель будет 0,1. Например, маркировка 109 указывает на электроёмкость в 1 пФ.

Если в кодировке присутствует символ «R», то параметр указывается в пикофарадах, а символ показывает место расположения запятой. Например, 4R1 расшифровывается как 4,1пФ.

Кодировка больших по размерам устройств

На больших по габаритным размерам конденсаторах маркировка наносится сверху на корпус, причём в данном случае будет присутствовать полная информация о параметрах устройства.

В обозначениях может встречаться значение MF. В приставках Международной системы единиц СИ если перед единицей измерения располагается большая буква М, то это обозначает, что должен использоваться множитель 106. В случае с конденсатором это всё равно будет обозначать микрофарады.

Также может встречаться обозначение МFD или mfd. В данном случае сочетание символов «fd» обозначает farad. Таким образом, если на корпусе написано 5 mfd, то значит, что конденсатор используется на 5 микрофарад.

Маркировка больших по размерам конденсаторов

Таким образом, при ремонте электросхемы, содержащей конденсатор, нужно правильно читать маркировку устройства и соответственно информации подбирать нужный прибор.

Видео

Оцените статью:

единица измерения, как измерить мультиметром

Ёмкость — это мера способности конденсатора накапливать заряды. Ёмкость измеряется в фарадах, по имени почетного члена Петербургского университета английского физика Майкла Фарадея.

Что такое емкость?

Если удалить одиночный электропроводник бесконечно далеко, исключить влияние заряженных тел друг на друга, то потенциал удаленного проводника станет пропорционален заряду. Но у отличающихся по размеру проводников потенциалы не совпадают.

Единицей емкости конденсатора в СИ является фарад. Коэффициент пропорциональности обозначают буквой С — это емкость, на которую влияет размер и внешняя структура проводника. Материал, фазовое состояние вещества электрода роли не играют — заряды распределяются на поверхности. Поэтому в международных правилах СГС ёмкость измеряется не в фарадах, а в сантиметрах.

Уединенный шар радиусом 9 млн км (1400 радиусов Земли) содержит 1 фарад. Отдельный проводящий элемент удерживает заряды в недостаточных для применения в технике количествах. По технологиям XXI в. создается ёмкость конденсаторов с единицами измерений выше 1 фарада.

Накапливать требуемое для работы электронных схем количество электричества способна структура из минимум 2 электродов и разделяющего диэлектрика. В такой конструкции положительные и отрицательные частицы взаимно притягиваются и сами себя держат. Диэлектрик между электронно-позитронной парой не допускает аннигиляции. Подобное состояние зарядов называется связанным.

Раньше для измерения электрических величин применяли громоздкое оборудование, не отличающееся точностью. Теперь, как измерить ёмкость тестером, знает даже начинающий радиолюбитель.

Маркировка на конденсаторах

Знать характеристики электронных приборов требуется для точной и безопасной работы.

Определение ёмкости конденсатора включает измерение величины приборами и чтение маркировки на корпусе. Обозначенные значения и полученные при измерениях отличаются. Это вызвано несовершенством производственных технологий и эксплуатационным разбросом параметров (износ, влияние температур).

На корпусе указана номинальная емкость и параметры допустимых отклонений. В бытовых устройствах используют приборы с отклонением до 20%. В космической отрасли, военном оборудовании и в автоматике опасных объектов разрешают разброс характеристик в 5-10%. Рабочие схемы не содержат значений допусков.

Номинальная емкость кодируется по стандартам IEC — Международной электротехнической комиссии, которая объединяет национальные организации по стандартам 60 стран.

Стандарт IEC использует обозначения:

  1. Кодировка из 3 цифр. 2 знака в начале — количество пФ, третий — число нулей, 9 в конце — номинал меньше 10 пФ, 0 спереди — не больше 1 пФ. Код 689 — 6,8 пФ, 152 — 1500 пФ, 333 — 33000 пФ или 33 нФ, или 0,033 мкФ. Для облегчения чтения десятичная запятая в коде заменяется буквой «R». R8=0,8 пФ, 2R5 — 2,5 пФ.
  2. 4 цифры в маркировке. Последняя — число нулей. 3 первых — величина в пФ. 3353 — 335000 пФ, 335 нФ или 0,335 мкФ.
  3. Использование букв в коде. Буква µ — мкФ, n — нанофарад, p — пФ. 34p5 — 34,5 пФ, 1µ5 — 1,5 мкФ.
  4. Планерные керамические изделия кодируют буквами A-Z в 2 регистрах и цифрой, обозначающей степень числа 10. K3 — 2400 пФ.
  5. Электролитические SMD приборы маркируются 2 способами: цифры — номинальная емкость в пФ и рядом или во 2 строчке при наличии места — значение номинального напряжения; буква, кодирующая напряжение и рядом 3 цифры, 2 определяют емкость, а последняя — количество нулей. А205 значит 10 В и 2 мкФ.
  6. Изделия для поверхностного монтажа маркируются кодом из букв и чисел: СА7 — 10 мкФ и 16 В.
  7. Кодировки — цветом корпуса.

Маркировка IEC, национальные обозначения и кодировки брендов делают запоминание кодов бессмысленным. Разработчикам аппаратуры и мастерам-ремонтникам требуются справочные источники.

Вычисление с помощью формул

Вычисление номинальной емкости элемента требуется в 2 случаях:

  1. Конструкторы электронной аппаратуры рассчитывают параметр при создании схем.
  2. Мастера при отсутствии конденсаторов подходящей мощности и емкости используют расчет элемента для подбора из доступных деталей.

RC цепи рассчитывают с применением величины импеданса — комплексного сопротивления (Z). Rа — потери тока на нагревание участников цепи. Ri и Rе — учитывают влияние индуктивности и ёмкости элементов. На выводах резистора в RC цепи напряжение Uр обратно пропорционально Z.

Тепловое сопротивление увеличивает потенциал на нагрузке, а реактивное уменьшает. Работа конденсатора на частотах выше резонансных, когда растет реактивная составляющая комплексного сопротивления, приводит к потерям напряжения.

Частота резонанса обратно пропорциональна способности накапливать заряд. Из формулы для определения Fр вычисляют, какие значения Ск (емкости конденсатора) требуются для работы цепи.

Для расчета импульсных схем используют постоянную времени цепи, определяющую воздействие RC на структуру импульса. Если знают сопротивление цепи и время заряда конденсатора, по формуле постоянной времени вычисляют емкость. На истинность результата влияет человеческий фактор.

Мастера используют параллельные и последовательные соединения конденсаторов. Формулы расчета обратны формулам для резисторов.

Последовательное соединение делает емкость меньше меньшей в соединении элементов, параллельная схема суммирует величины.

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром?

Измеряя параметры, конденсатор предварительно разряжают, замкнув выводы между собой отверткой с изоляцией на ручке. Если этого не сделать, маломощный мультиметр выйдет из строя.

Ответ на вопрос, как проверить емкость конденсатора мультиметром с режимом «Сх» такой:

  1. Включить режим «Сх» и подобрать предел замера — 2000 пФ — 20 мкФ в стандартном приборе;
  2. Вставить конденсатор в гнезда в приборе или приложить щупы к выводам конденсатора и посмотреть значение на шкале прибора.

Амперовольтметром или мультиметром определяют наличие внутри корпуса короткого замыкания или обрыва.

Полярный конденсатор включают в цепь прибора с учетом направления тока. Электроды изделия производители маркируют. Конденсатор, рассчитанный для напряжения 1-3 В, при обратном токе выше нормы выйдет из строя.

Перед тем как измерить характеристики, полярный электролитический конденсатор выпаивают из платы. Включают мультиметр в режим измерения сопротивления или проверки полупроводников. Прикладывают щупы к электродам полярного конденсатора — плюс к плюсу, минус к минусу. Исправная емкость покажет плавный рост сопротивления. По мере заряда ток уменьшается, ЭДС растет и достигает напряжения источника питания.

Обрыв в конденсаторе будет выглядеть на мультиметре как бесконечное сопротивление. Прибор не отреагирует или стрелка на аналоговом экземпляре едва шевельнется.

При пробое элемента измеряемый параметр не соответствует номинальному значению в меньшую сторону, пропорционально величине пробоя.

Если задаться вопросом, как измерить мультиметром комплексное или эквивалентное последовательное сопротивление (ESR конденсатора), то без приставки сделать это проблематично. Реактивные свойства конденсатор проявляет при высокочастотном токе.

Прочие способы измерения

Измеритель емкости конденсаторов своими руками собирают по схемам импульсных устройств. Последовательности RC цепей с переменными резисторами создают на выходе изделия серии сигналов со ступенчатым изменением частоты. Для наладки устройства используют мультиметр, с которым будет применяться приставка.

Набор проверенных конденсаторов поочередно подключают к конструкции и настраивают точность работы в каждом поддиапазоне.

Измеритель ёмкости полярных электролитических элементов своими руками схематически реализуется и настраивается, как часть приставки без колебательного контура. На выходе вместо импульсного — постоянное напряжение.

В цифровых измерителях ёмкости источник питания — высокостабильный. «Плавающие» параметры элементов, из которых собирается схема, дадут неприемлемую для точности измерений погрешность.

На логических элементах создаются источники переменного импульсного тока для замеров ESR.

Недорогие приборы для измерения емкости конденсатора, типа мостовых RLC устройств с дополнительной функцией проверки SMD сопротивлений, сетевой зарядкой и жидкокристаллическим дисплеем, сами размером с палец. Выполняют функции профессионального метрологического комплекса. Способны выступать в роли измерителя емкости электролитических конденсаторов, как полярных, так и переменных.

Как проверить конденсатор мультиметром

Мультиметр – это  электроизмерительное устройство с различными функциями. С его помощью можно проверять напряжение, силу тока, а также производные от этих величин – сопротивление и емкость. С помощью мультиметра можно проверить и работоспособность различных электронных компонентов. В этой статье мы с вами узнаем, как проверить мультиметром конденсатор и его емкость.

Конденсатор и емкость

Конденсаторы используются практически во всех микросхемах и являются частой причиной ее неработоспособности. Так что в случае неисправности устройства следует проверять в первую очередь именно этот элемент.

Виды конденсаторов по типу диэлектрика:

  • вакуумные;
  • с газообразным диэлектриком;
  • с неорганическим диэлектриком;
  • с органическим диэлектриком;
  • электролитические;
  • твердотельные.
Обычно используются электролитические конденсаторы

Основные неисправности конденсаторов:

  • Электрический пробой. Обычно вызван превышением допустимого напряжения.
  • Обрыв. Связан с механическими повреждениями, встрясками, вибрациями. Причиной может служить некачественная конструкция и нарушение эксплуатационных условий.
  • Повышенные утечки. Сопротивление между обкладками изменяется, и это приводит к низкой емкости конденсатора, которая не способна сохранять заряд.

Все эти причины приводят к тому, кто конденсатор становится непригодным для дальнейшего использования.

В данном случае присутствует протечка электролита

Перед проверкой конденсатора

Т.к. конденсаторы накапливают электрический заряд, перед проверкой их следует разряжать. Это можно сделать отверткой – жалом нужно прикоснуться к выводам, чтобы образовалась искра. Затем можно прозванивать компонент. Проверку конденсатора можно сделать как мультитестером, так и при помощи лампочек и проводов. Первый способ является более надежным и дает более точные сведения об электронном элементе.

До начала проверки следует осмотреть конденсатор. Если он имеет трещины, нарушение изоляции, подтеки или вздутие, поврежден внутренний электролит и прибор сломан. Его нужно поменять на работающее устройство. При отсутствии внешних повреждений придется использовать мультиметр.

Перед проведением измерений нужно определить вид конденсатора – полярный или неполярный. У первого обязательно должна соблюдаться полярность, иначе прибор выйдет из строя. Во втором случае определение плюсового и минусового выходов не требуется, но измерения будут проводиться по другой технологии.

Определить полярность можно по метке на корпусе. На детали должна быть черная полоса с обозначением нуля. Со стороны этой ножки расположен отрицательный контакт, а с противоположной – положительный.

Измерение емкости в режиме сопротивления

Измерение в режиме сопротивления

Переключатель мультиметра следует установить в режим сопротивления (омметра). В этом режиме можно посмотреть, есть ли внутри конденсатора обрыв или короткое замыкание. Для проверки неполярного конденсатора выставляется диапазон измерений 2 МОм. Для полярного изделия ставится сопротивление 200 Ом, так как при 2 МОм зарядка будет производиться быстро.

Сам конденсатор нужно отпаять от схемы и поместить его на стол. Щупами мультиметра нужно коснуться выводов конденсатора, соблюдая полярность. В неполярной детали соблюдать плюс и минус не обязательно.

Измерение в режиме сопротивления

Когда щупы прикоснутся к ножкам, на дисплее появится значение, которое будет возрастать. Это вызвано тем, что мультитестер будет заряжать компонент. Через некоторое время значение на экране достигнет единицы – это значит, что прибор исправен. Если при проверке сразу же загорается 1, внутри устройства произошел обрыв и его следует заменить. Нулевое значение на дисплее говорит о том, что внутри конденсатора произошло короткое замыкание.

Если проверяется неполярный конденсатор, значение должно быть выше 2. В ином случае прибор является не рабочим.

Аналоговое устройство

Вышеописанный алгоритм подходит для цифрового тестера. При использовании аналогового устройства проверка производится еще проще – нужно наблюдать лишь за ходом стрелки. Щупы подключаются так же, режим – проверка сопротивления. Плавное перемещение стрелки свидетельствует о том, что конденсатор исправен. Минимальное и максимальное значение при подключении говорят о поломке электронной детали.

Важно отметить, что проверка в режиме омметра производится для деталей с емкостью выше 0Ю25 мкФ. Для меньших номиналов используются специальные LC-метры или тестеры с высоким разрешением.

Модели мультиметров на Aliexpress

 

Измерение емкости конденсатора

Измерение ёмкости

Емкость является основной характеристикой конденсатора. Она указывается на внешней оболочке прибора, и при наличии тестера можно замерить реальное значение и сравнить его с номиналом.

Переключатель мультиметра переводится в диапазон измерений. Значение ставится равное или близкое к номиналу, указанному на компоненте. Сам конденсатор устанавливается в специальные отверстия –CX+ (если они есть на мультиметре) или с помощью щупов. Подключаются щупы так же, как и при измерении в режиме сопротивления.

При подключении щупов на мониторе должно появиться значение сопротивления. Если оно близко к номинальной характеристике, конденсатор исправен. Когда расхождение полученного и номинального значений отличаются более чем на 20% , устройство пробито, и его нужно поменять.

Измерение емкости через напряжение

Проверка работоспособности детали может производиться и при помощи вольтметра. Значение на мониторе сравнивается с номиналом, и из этого делается вывод об исправности устройства. Для проверки нужен источник питания с меньшим напряжением, чем у конденсатора.

Соблюдая полярность, нужно подключить щупы к выводам на несколько секунд для зарядки. Затем мультиметр переводится в режим вольтметра и проверяется работоспособность. На дисплее тестера должно появиться значение, схожее с номинальным. В ином случае прибор сломан.

Важно! Напряжение проверяется в самом начале измерения. Это связано с тем, что при подключении конденсатор начинает терять заряд.

Другие способы проверки

Можно проверить конденсатор, не выпаивая его из микросхемы. Для этого нужно параллельно подключить заведомо исправный конденсатор с такой же емкостью. Если устройство будет работать, то проблема в первом элементе, и его следует поменять. Такой способ применим только в схемах с небольшим напряжением!

Иногда проверяют конденсатор на искру. Его нужно зарядить и металлическим инструментом с заизолированной рукояткой замкнуть выводы. Должна появиться яркая искра с характерным звуком. При малом разряде можно сделать вывод, что деталь пора менять. Проводить данное измерение нужно в резиновых перчатках. К этому методу прибегают для проверки мощных конденсаторов, в том числе пусковых, которые рассчитаны на напряжение более 200 Вольт.

Использовать способы проверки без специальных приборов нежелательно. Они небезопасны – при малейшей неосторожности можно получить электрический удар. Также будет нарушена объективность картины – точные значения не будут получены.

Сложности проверки

Основной сложностью при определении работоспособности конденсатора мультиметром является его выпаивание из схемы. Если оставить компонент на плате, на измерение будут влиять другие элементы цепи. Они будут искажать показания.

В продаже существуют специальные тестеры с пониженным напряжением на щупах, которые позволяют проверять конденсатор прямо на плате. Малое напряжение сводит к минимуму риск повреждения других элементов в цепи.

Как проверить емкость – видео ролики в Youtube

Отличное видео с описанием процесса проверки конденсаторов и поиска неисправностей от популярных ютуб-блогеров.

Еще одно видео:

Измеритель емкости конденсаторов своими руками: принцип, схема

Конденсатор — элемент электрической цепи, состоящий из проводящих электродов (обкладок), разделённых диэлектриком. Предназначен для использования его электрической ёмкости. Конденсатор, ёмкостью С, к которому приложено напряжение U, накапливает заряд Q на одной стороне и — Q — на другой. Ёмкость здесь в фарадах, напряжение — вольтах, заряд — кулоны. Когда ток силой 1 А протекает через конденсатор ёмкостью 1 Ф напряжение изменяется на 1 В за 1 с.

Одна фарада ёмкость огромная, поэтому обычно применяются микрофарады (мкФ) или пикофарады (пФ). 1Ф = 106 мкФ = 109 нФ = 1012 пФ. На практике используются значения от нескольких пикофарад до десятков тысяч микрофарад. Зарядный ток конденсатора отличается от тока через резистор. Он зависит не от величины напряжения, а от скорости изменения последнего. По этой причине для измерения ёмкости требуются специальные схемные решения, применительно к особенностям конденсатора.

Обозначения на конденсаторах

Проще всего определить значение ёмкости по маркировке, нанесённой на корпус конденсатора.

Электролитический (оксидный) полярный конденсатор, ёмкостью 22000 мкФ, рассчитанный на номинальное напряжение 50 В постоянного тока. Встречается обозначение WV — рабочее напряжение. В маркировке неполярного конденсатора обязательно указывается возможность работы в цепях переменного тока высокого напряжения (220 VAC).

Плёночный конденсатор ёмкостью 330000 пФ (0.33 мкФ). Значение в этом случае, определяется последней цифрой трёхзначного числа, обозначающей количество нолей. Далее буквой указана допустимая погрешность, здесь — 5 %. Третьей цифрой может быть 8 или 9. Тогда первые две умножаются на 0.01 или 0.1 соответственно.

Ёмкости до 100 пФ маркируются, за редкими исключениями, соответствующим числом. Этого достаточно для получения данных об изделии, так маркируется подавляющее число конденсаторов. Производитель может придумать свои, уникальные обозначения, расшифровать которые не всегда удаётся. Особенно это относится к цветовому коду отечественной продукции. По стёртой маркировке узнать ёмкость невозможно, в такой ситуации не обойтись без измерений.

Вычисления с помощью формул электротехники

Простейшая RC — цепь состоит из параллельно включённых резистора и конденсатора.

Выполнив математические преобразования (здесь не приводятся), определяются свойства цепи, из которых следует, что если заряженный конденсатор подключить к резистору, то он будет разряжаться так, как показано на графике.

Произведение RC называют постоянной времени цепи. При значениях R в омах, а C — в фарадах, произведение RC соответствует секундам. Для ёмкости 1 мкФ и сопротивления 1 кОм, постоянная времени — 1 мс, если конденсатор был заряжен до напряжения 1 В, при подключении резистора ток в цепи будет 1 мА. При зарядке напряжение на конденсаторе достигнет Vo за время t ≥ RC. На практике применяется следующее правило: за время 5 RC, конденсатор зарядится или разрядится на 99%. При других значениях напряжение будет изменяться по экспоненциальному закону. При 2.2 RC это будет 90 %, при 3 RC — 95 %. Этих сведений достаточно для расчёта ёмкости с помощью простейших приспособлений.

Схема измерения

Для определения ёмкости неизвестного конденсатора следует включить его в цепь из резистора и источника питания. Входное напряжение выбирается несколько меньшим номинального напряжения конденсатора, если оно неизвестно — достаточно будет 10–12 вольт. Ещё необходим секундомер. Для исключения влияния внутреннего сопротивления источника питания на параметры цепи, на входе надо установить выключатель.

Сопротивление подбирается экспериментально, больше для удобства отсчёта времени, в большинстве случаев в пределах пяти — десяти килоом. Напряжение на конденсаторе контролируется вольтметром. Время отсчитывается с момента включения питания — при зарядке и выключении, если контролируется разряд. Имея известные величины сопротивления и времени, по формуле t = RC вычисляется ёмкость.

Удобнее отсчитывать время разрядки конденсатора и отмечать значения в 90 % или 95 % от начального напряжения, в этом случае расчёт ведётся по формулам 2.2t = 2.2RC и 3t = 3RC. Таким способом можно узнать ёмкость электролитических конденсаторов с точностью, определяемой погрешностями измерений времени, напряжения и сопротивления. Применение его для керамических и других малой ёмкости, с использованием трансформатора 50 Hz, вычислением емкостного сопротивления — даёт непрогнозируемую погрешность.

 Измерительные приборы

Самым доступным методом замера ёмкости является широко распространённый мультиметр с такой возможностью.

В большинстве случаев, подобные устройства имеют верхний предел измерений в десятки микрофарад, что достаточно для стандартных применений. Погрешность показаний не превышает 1% и пропорциональна ёмкости. Для проверки достаточно вставить выводы конденсатора в предназначенные гнёзда и прочитать показания, весь процесс занимает минимум времени. Такая функция присутствует не у всех моделей мультиметров, но встречается часто с разными пределами измерений и способами подключения конденсатора. Для определения более подробных характеристик конденсатора (тангенса угла потерь и прочих), используются другие устройства, сконструированные для конкретной задачи, не редко являются стационарными приборами.

В схеме измерения, в основном, реализован мостовой метод. Применяются ограничено в специальных профессиональных областях и широкого распространения не имеют.

Самодельный С — метр

Не принимая во внимание разные экзотические решения, такие как баллистический гальванометр и мостовые схемы с магазином сопротивлений, изготовить простой прибор или приставку к мультиметру по силам и начинающему радиолюбителю. Широко распространённая микросхема серии 555 вполне подходит для этих целей. Это таймер реального времени со встроенным цифровым компаратором, в данном случае используется как генератор.

Частота прямоугольных импульсов задаётся выбором резисторов R1–R8 и конденсаторов С1, С2 переключателем SA1 и равняется: 25 kHz, 2.5 kHz, 250 Hz, 25Hz — соответственно положениям переключателя 1, 2, 3 и 4–8. Конденсатор Сх заряжается с частотой следования импульсов через диод VD1, до фиксированного напряжения. Разряд происходит во время паузы через сопротивления R10, R12–R15. В это время образуется импульс длительностью, зависимой от емкости Сх (больше ёмкость — длиннее импульс). После прохождения интегрирующей цепи R11 C3 на выходе появляется напряжение, соответствующее длине импульса и пропорциональное величине ёмкости Сх. Сюда и подключается (Х 1) мультиметр для измерения напряжения на пределе 200 mV. Положения переключателя SA1 (начиная с первого) соответствуют пределам: 20 пФ, 200 пФ, 2 нФ, 20 нФ, 0.2 мкФ, 2 мкФ, 20 мкФ, 200 мкФ.

Наладку конструкции необходимо делать с прибором, который будет применяться в дальнейшем. Конденсаторы для наладки надо подобрать с ёмкостью, равной поддиапазонам измерений и как можно точнее, от этого будет зависеть погрешность. Отобранные конденсаторы поочерёдно подключаются к Х1. В первую очередь настраиваются поддиапазоны 20 пФ–20 нФ, для этого соответствующими подстроечными резисторами R1, R3, R5, R7 добиваются соответствующих показаний мультиметра, возможно придётся несколько изменить номиналы последовательно включённых сопротивлений. На других поддиапазонах (0.2 мкФ–200 мкФ) калибровка проводится резисторами R12–R15.

Провода, соединяющие резисторы с переключателем должны быть как можно короче, а если позволяет конструкция — размещены на его выводах. Переменные желательно использовать многооборотные, лучше вообще — постоянные, но это не всегда возможно. Тщательнейшим образом необходимо отмыть печатную плату от флюса и другой грязи, иначе паразитные ёмкости и сопротивления между проводниками могут привести к полной неработоспособности изделия.

При выборе источника питания следует учитывать, что амплитуда импульсов напрямую зависит от его стабильности. Интегральные стабилизаторы серии 78хх вполне здесь применимы Схема потребляет ток не более 20–30 миллиампер и конденсатора фильтра ёмкостью 47–100 микрофарад будет достаточно. Погрешность измерений, при соблюдении всех условий, может составить около 5 %, на первом и последнем поддиапазонах, по причине влияния ёмкости самой конструкции и выходного сопротивления таймера, возрастает до 20 %. Это надо учитывать при работе на крайних пределах.

Конструкция и детали

R1, R5 6,8k R12 12k R10 100k C1 47nF

R2, R6 51k R13 1,2k R11 100k C2 470pF

R3, R7 68k R14 120 C3 0,47mkF

R4, R8 510k R15 13

Диод VD1 — любой маломощный импульсный, конденсаторы плёночные, с малым током утечки. Микросхема — любая из серии 555 (LM555, NE555 и другие), русский аналог — КР1006ВИ1. Измерителем может быть практически любой вольтметр с высоким входным сопротивлением, под который проведена калибровка. Источник питания должен иметь на выходе 5–15 вольт при токе 0.1 А. Подойдут стабилизаторы с фиксированным напряжением: 7805, 7809, 7812, 78Lxx.

Вариант печатной платы и расположение компонентов

Видео по теме

Как проверить исправность конденсатора, его емкость и сопротивление



Иногда возникает необходимость проверки электронных элементов, в том числе и конденсаторов.
По разнообразным причинам конденсаторы выходят из строя, это может быть внутреннее короткое замыкание, увеличение тока утечки пробой конденсатора в следствие превышения максимально допустимого напряжения или же обычное уменьшение емкости — причина которая со временем постигает почти все электролитические конденсаторы.

Методы проверки конденсатора, мы рассмотрим, довольно простые, здесь главное умение пользоваться тестером или мультиметром и правильно применять данную инструкцию.

Для начала необходимо знать что все конденсаторы разделяются на полярные и неполярные. К полярным относятся электролитические конденсаторы, к неполярным все остальные.

Полярные конденсаторы в схеме должны стоять таким образом чтоб на обозначенном минусовом выводе был минус питания, а на плюсовом контакте плюс, только так ы не иначе.

Если нарушить полярность то минимум что будет это конденсатор выйдет из строя, но при достаточном напряжение он вздуется и взорвется, для того чтоб при аварийной ситуации конденсатор не разрывало на осколки, в импортных конденсаторах, в верхней части корпус сделан с тонкого материала и нанесены специальные разделительные прорези, при взрыве такой конденсатор просто выстреливает вверх и не задевает при этом элементы вокруг себя.

Проверка конденсаторов

Перед проверкой конденсатор необходимо обязательно разрядить любым металлическим предметом закоротив его выводы, и так перед каждой проверкой.
Если проверяемый конденсатор находится на плате, необходимо хотя бы один его вывод освободить от схемы и приступить тогда уже к замерам. Но так как большинство современных конденсаторов имеют достаточно низкую посадку — лучше конденсатор выпаять полностью.


Проверка конденсатора мультиметром

С помощью мультиметра можно проверить практически любой конденсатор по емкости больше 0.25 микрофарад.

Полярность конденсатора обозначена на корпусе в виде поздовжной полосы с знаками минус — это минусовой вывод конденсатора.

И так выставляем тестер в режим или прозвонки или сопротивления. Мультиметр в таком режиме будет иметь на своих щупах постоянное напряжение.
Касаемся щупами контактов конденсатора и видим как показатель сопротивления плавно растет — конденсатор заряжается.
Скорость заряда будет напрямую зависеть от емкости конденсатора. Через определенное время конденсатор зарядится и на дисплее мультиметра будет значение «1» или по другому говоря «бесконечность» это уже говорит о том что конденсатор не пробит и не замкнут.

Но если при касание щупами контактов конденсатора мы сразу наблюдаем значение «1» то это говорит об внутреннем обрыве — конденсатор не исправен.
Бывает и другое, значение «000» или близкое очень малое значение которое не меняется (при зарядке) иногда мультиметр пищит, это говорит о пробое или коротком замыкание пластин внутри конденсатора.

Неполярные конденсаторы проверяются довольно просто, тестер выставляем в режим измерения сопротивления (мегаОмы), касаясь щупами контактов конденсатора  — сопротивление должно быть не меньше 2 МегОм. Если наблюдается меньше то конденсатор неисправен, но убедитесь что вы в момент замера не касались пальцами щупов.


Проверка конденсаторов стрелочным тестером
Проверяя стрелочным прибором. Суть проверки та же что и мультиметром, но здесь можно уже более наглядно наблюдать процесс зарядки конденсатора потому как мы видим отклонения стрелки а не мигающие цифры на дисплее.

Исправный конденсатор при контакте с щупами, не забываем разряжать, должен сначала отклонить стрелку а затем медленно и плавно возвращать стрелку назад, скорость возврата стрелки будет зависеть от емкости конденсатора.
Если стрелка не отклоняется или же отклонившись не возвращается это говорит о явной неисправности конденсатора.

Но если емкость конденсатора очень мала, «зарядки» можно и не заметить — практически сразу же стрелка уйдет в бесконечность, то есть не сдвинется с места. Для конденсатора же более 500 микрофарад — такая картина практически сразу же будет говорить о внутреннем обрыве.
Хорошим способом будет проверка заведомо исправного конденсатора (для наглядности) и сравнение с испытуемым. Такой способ даст возможность более уверено ответить на вопрос — рабочий ли конденсатор?

Проверка переменным напряжением

Так как невозможно наблюдать столь быстрый процесс заряда для проверки конденсаторов малой емкости есть специальный способ который с точностью определит нет ли обрыва в нем.
Собирается небольшая схемка состоящая с последовательно соединенных конденсатора, амперметра переменного тока и токоограничительного резистора.
Соединенную цепь подключают к источнику переменного напряжения, с напряжением не больше 20% от максимального напряжения конденсатора.
Если стрелка амперметра не отклоняется это говорит об внутреннем обрыве конденсатора

Проверяем емкость конденсатора


Для проверки емкости нам нужно убедится что реальная емкость конденсатора соответствует указанной на его корпусе.
Все электролитические конденсаторы со временем (в процессе работы) «подсыхают» и теряют свою емкость, это естественный процесс и для каждой конкретной схемы существуют свои припуски и отклонения.

Проверяют емкость мультиметром в режиме «Cx» выбирают примерную емкость с максимальным пределом.
Конденсатор разряжают об металлический предмет, например пинцет и вставляют в гнездо проверки конденсаторов.
Для более точных показаний необходимо следить за тем чтоб в мультиметре стояла новая и не розряженая «крона».

Применяют и специальные приборы внешне схожие с мультиметром, которые специализированы конкретно для проверки конденсаторов и имеют достаточно широкий диапазон измерений емкости, от единиц пикофарад до десятков тысяч микрофарад, не каждый профессиональный мультиметр может похвастаться и половиной того диапазона емкостей.

Но если у вас под рукой нет ни мультиметра ни «микрофарадметра» можно достаточно приблизительно замерить емкость стрелочным омметром.
Как писалось выше, конденсатор заряжают прикасаясь щупами к его контактам — «засекаем» время отклонения стрелки назад и сравниваем время с заведомо исправным (новым) конденсатором, если время сильно не отличается то емкость в пределах нормы и конденсатор исправен.

Таким же способом можно определить ток утечки конденсатора. Для этого конденсатор щупами заряжают до отклонения стрелки назад.
С интервалом несколько секунд (зависит от емкости) щупы прикладывают снова, если стрелка снова проделывает такой же весь путь то это говорит о повышенном токе утечки и уже частичном неисправности конденсатора. В исправного же конденсатора в течение несколько секунд, чем больше емкость тем больше времени, должен сохранятся «заряд» и стрелка уже не должна показывать столь низкое сопротивление вначале как при первой зарядке.

«Зарядка напряжением».
Такой способ проверки аналогичной ситуации подходит для более высоковольтных конденсаторов так как на малом напряжение (от тестера) может быть не понятна вся ситуация.
И так суть способа заключается в том что конденсатор заряжают  от источника постоянного напряжения, для этого напряжение выбирают немного меньше максимального и заряжают контакты конденсатора, как правило хватит 1-2 секунды. После чего «зарядку» отсоединяют и мультиметром измеряют напряжение на контактах конденсатора, оно должно быть практически таким же что и использовалось при зарядке, если это ни так и оно сильно занижено то у конденсатора большой ток утечки и он неисправен.

Мултиметром наблюдают напряжение в течение некоторого времени, конденсатор будит плавно терять напряжение, скорость будит зависеть от емкости и ESR (внутреннего сопротивления).

Как проверить конденсатор без приборов?
В некоторых ситуациях при отсутствие омметра или вольтметра, исправность электролитического конденсатора можно проверить только лишь при наличие источника подходяще допустимого напряжения. Конденсатор в течение 1-2 секунд заряжают, а затем нужно замкнуть его контакты металлической отверткой.
У исправного конденсатора должна появится яркая искра. Если же она тусклая или же едва заметная то это говорит о том что конденсатор неисправен и плохо держит заряд.

Как измерить емкость с помощью мультиметра

Мультиметр определяет емкость, заряжая конденсатор известным током, измеряя результирующее напряжение, а затем вычисляя емкость.

Предупреждение: Хороший конденсатор сохраняет электрический заряд и может оставаться под напряжением после отключения питания. Перед тем, как дотронуться до него или произвести измерение: а) выключите все питание, б) используйте мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено, и в) осторожно разрядите конденсатор, подключив резистор к его проводам (как указано в следующем абзаце).Обязательно используйте соответствующие средства индивидуальной защиты.

Для безопасной разрядки конденсатора: После отключения питания подключите 5-ваттный резистор 20 000 Ом к клеммам конденсатора на пять секунд. Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что конденсатор полностью разряжен.

  1. Используйте цифровой мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что питание цепи отключено. Если конденсатор используется в цепи переменного тока, настройте мультиметр на измерение переменного напряжения. Если он используется в цепи постоянного тока, установите цифровой мультиметр на измерение постоянного напряжения.
  2. Осмотрите конденсатор. Если утечки, трещины, вздутия или другие признаки износа очевидны, замените конденсатор.
  3. Переведите шкалу в режим измерения емкости (). Символ часто разделяет точку на циферблате с другой функцией. В дополнение к регулировке шкалы обычно необходимо нажать функциональную кнопку, чтобы активировать измерение. За инструкциями обратитесь к руководству пользователя мультиметра.
  4. Для правильного измерения необходимо удалить конденсатор из цепи.Разрядите конденсатор, как описано в предупреждении выше. Примечание: Некоторые мультиметры предлагают относительный (REL) режим. При измерении малых значений емкости можно использовать относительный режим для удаления емкости измерительных проводов. Чтобы перевести мультиметр в относительный режим измерения емкости, оставьте измерительные провода открытыми и нажмите кнопку REL. Это удаляет значение остаточной емкости измерительных проводов.
  5. Подключите измерительные провода к клеммам конденсатора. Оставьте измерительные провода подключенными в течение нескольких секунд, чтобы мультиметр автоматически выбрал правильный диапазон.
  6. Считайте отображаемое измерение. Если значение емкости находится в пределах диапазона измерения, мультиметр отобразит значение конденсатора. Он будет отображать OL, если а) значение емкости выше диапазона измерения или б) конденсатор неисправен.

Обзор измерения емкости

Поиск и устранение неисправностей однофазных двигателей — одно из наиболее практичных применений функции емкости цифрового мультиметра.

Однофазный двигатель с конденсаторным пуском, который не запускается, является признаком неисправного конденсатора.Такие двигатели будут продолжать работать после запуска, что затрудняет поиск и устранение неисправностей. Отказ конденсатора жесткого пуска компрессоров HVAC — хороший пример этой проблемы. Двигатель компрессора может запуститься, но вскоре перегреется, что приведет к срабатыванию прерывателя.

Однофазные двигатели с такими проблемами и однофазные двигатели с конденсаторами с шумом требуют мультиметра для проверки правильности работы конденсаторов. Почти все моторные конденсаторы имеют значение в микрофарадах, указанное на конденсаторе.

Трехфазные конденсаторы коррекции коэффициента мощности обычно защищены плавкими предохранителями.Если один или несколько из этих конденсаторов выйдут из строя, это приведет к неэффективности системы, скорее всего, увеличатся счета за коммунальные услуги и могут произойти непреднамеренные отключения оборудования. Если предохранитель конденсатора перегорел, необходимо измерить предполагаемое значение микрофарад конденсатора и убедиться, что оно находится в пределах диапазона, указанного на конденсаторе.

Стоит знать о некоторых дополнительных факторах, связанных с емкостью:

  • Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются причиной неисправности.
  • Неисправные конденсаторы могут иметь короткое замыкание, разрыв цепи или могут физически выйти из строя до точки отказа.
  • При коротком замыкании конденсатора может перегореть предохранитель или повредить другие компоненты.
  • Когда конденсатор размыкается или выходит из строя, цепь или ее компоненты могут не работать.
  • Износ может также изменить значение емкости конденсатора, что может вызвать проблемы.

Источник: Fluke

Как измерить очень большую емкость, например. Супер / Ультра Конденсаторы

Недавно я приобрел у брата парочку загадочных ультра / суперконденсаторов.Очевидно, он не помнит ни спецификаций, ни даже бренда … Что еще больше усложняет ситуацию, на них нет значимой идентификационной информации, проштампованной или напечатанной на них. (Есть этикетка со штрих-кодом с буквенно-цифровым кодом, но быстрый поиск в Google ничего не нашел.)

Похоже, пора запустить «Таинственный автобус Скуби-Ду», потому что собирались отправиться в путешествие, ребята.

Сначала я решил попробовать измерить емкость. Поскольку мой измеритель LCR не предназначен для таких огромных конденсаторов, мне пришлось проявить творческий подход к моему испытательному оборудованию.

Принимая во внимание основы физики, мы имеем, что емкость пропорциональна накопленному заряду на вольт на конденсаторе:

$$ C = \ frac {q} {V} $$

, где накопленный заряд в конденсаторе является интегралом тока через конденсатор:

$$ \ int i (t) dt = q $$

Используя источник тока для зарядки конденсатора, мы можем упростить вычисления, используя только дельта-измерения заряда и напряжения на конденсаторе.

$$ C = \ frac {\ Delta q} {\ Delta V} = \ frac {i \ Delta t} {\ Delta V} $$

С помощью моего источника тока Advantest R6144 я могу затем зарядить конденсатор заданным током и просто измерить напряжение на конденсаторе с помощью моего Tektronix DMM4050 в режиме графика трендов.

Изображения испытательной установки

Однако именно здесь я начинаю видеть довольно большие числа. Возможно, емкость конденсатора действительно составляет ~ 2200 фарад, но это кажется немного завышенным. Правда, конденсатор довольно большой на ~ 5.5 дюймов в длину на ~ 1 дюйм радиуса.

А теперь несколько вопросов к прекрасным ребятам из Электротехнической компании Stack Exchange: является ли этот метод жизнеспособным средством измерения суперконденсаторов? Или есть более подходящий метод, который я могу применить для их измерения? Кроме того, существенно ли изменяется емкость супер / ультра конденсаторов в зависимости от напряжения конденсатора? Например, являются ли эти результаты прогнозирующими / показательными для более высоких зарядных напряжений. Я бы подумал, что емкость должна немного колебаться, но я сомневаюсь, что это так.Вероятно, в худшем случае это несколько сотен фарад, но я не эксперт в этом вопросе.

Также, что несколько более важно, как мне найти максимальное напряжение заряда, не повредив конденсатор? Будет ли заряд постоянным током, скажем, 100 мкА в течение нескольких недель, пока напряжение не достигнет своего рода равновесия с работой саморазряда. Затем уменьшите пару сотен милливольт и назовите это максимальное напряжение заряда. Или он просто достигнет точки срабатывания и самоуничтожится, распыляя электролит по всей моей лаборатории?

Наконец, как определить полярность конденсаторов? Они никак не обозначены, и оба терминала идентичны.Я сделал ставку на остаточное напряжение, хранящееся в конденсаторе. Я предполагаю, что эффект диэлектрической абсорбции / памяти от предыдущей зарядки знает правильное направление …

В любом случае, попробовать определить характеристики этих конденсаторов — это своего рода развлечение. Но все же неприятно, что на них нет полезной маркировки, вроде ориентации полярности, производителя и т. Д.

Емкость конденсатора Formula

Емкость конденсатора — это способность конденсатора накапливать электрический заряд на единицу напряжения на своих пластинах конденсатора.Емкость определяется делением электрического заряда на напряжение по формуле C = Q / V. Его единица — Фарад.

Формула

Его формула имеет следующий вид:

C = Q / V

Где C — емкость, Q — напряжение, а V — напряжение. Мы также можем найти заряд Q и напряжение V, переписав приведенную выше формулу как:

Q =

CV

В = Q / C

Фарад — единица измерения емкости. Один фарад — это величина емкости, когда один кулон заряда хранится с одним вольт на пластинах.

Большинство конденсаторов, которые используются в электронике, имеют значения емкости, указанные в микрофарадах (мкФ) и пикофарадах (пФ). Микрофарад — это одна миллионная фарада, а пикофарад — одна триллионная фарада.

Какие факторы влияют на емкость конденсатора?

Зависит от следующих факторов:

Площадь плит

Емкость прямо пропорциональна физическому размеру пластин, определяемому площадью пластины A.Большая площадь пластины дает большую емкость и меньшую емкость. На рисунке (а) показано, что площадь пластины конденсатора с параллельными пластинами равна площади одной из пластин. Если пластины перемещаются относительно друг друга, как показано на рис (b), площадь перекрытия определяет эффективную площадь пластины. Это изменение эффективной площади пластины является основным для определенного типа переменного конденсатора.

Пластины разделительные

`Емкость обратно пропорциональна расстоянию между пластинами.Разделение пластин обозначено буквой d, как показано на рис. (А). Чем больше разделение пластин, тем меньше емкость, как показано на рис. (B). Как обсуждалось ранее, напряжение пробоя прямо пропорционально расстоянию между пластинами. Чем дальше разделены пластины, тем больше напряжение пробоя .

Диэлектрическая проницаемость материала

Как известно, изоляционный материал между пластинами конденсатора называется диэлектриком. Диэлектрические материалы имеют тенденцию уменьшать напряжение между пластинами при заданном заряде и, таким образом, увеличивать емкость.Если напряжение фиксировано, из-за наличия диэлектрика может храниться больше заряда, чем может храниться без диэлектрика. Мера способности материала создавать электрическое поле называется диэлектрической постоянной или относительной диэлектрической проницаемостью и обозначается как ∈ r .

Емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости. Диэлектрическая проницаемость вакуума определяется как 1, а диэлектрическая проницаемость воздуха очень близка к 1. Эти значения используются в качестве эталона, а для всех других материалов значения ∈r указаны по сравнению с вакуумом или воздухом.Например, материал с εr = 8 может иметь емкость в восемь раз большую, чем у воздуха, при прочих равных условиях.

Диэлектрическая проницаемость ∈r безразмерна, поскольку является относительной мерой. Это отношение абсолютной диэлектрической проницаемости материала, ∈r, к абсолютной диэлектрической проницаемости вакуума, ∈ 0 , которое выражается следующей формулой:

r = ∈ / ∈ 0

Ниже приведены некоторые общие диэлектрические материалы и типичные диэлектрические постоянные для каждого из них.Значения могут различаться, поскольку зависят от конкретного состава материала.

Материал Типичные значения ∈r

  • Воздух 1.0
  • тефлон 2,0
  • Бумага 2.5
  • Масло 4.0
  • Слюда 5,0
  • Стекло 7,5
  • Керамика 1200

Диэлектрическая проницаемость ∈r безразмерна, поскольку является относительной мерой.Это отношение абсолютной диэлектрической проницаемости материала, ∈r, к абсолютной диэлектрической проницаемости вакуума, ∈0, которое выражается следующей формулой:

∈r = ∈ / ∈0

Значение ∈0 составляет 8,85 × 10-12 Ф / м.

Формула емкости по физическим параметрам

Вы видели, как емкость напрямую связана с площадью пластины, A, и диэлектрической проницаемостью, ∈r, и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами, d. Точная формула для расчета емкости по этим трем величинам:

C = A ∈ r ∈ / d

где ∈ = ∈ r 0 = ∈r (8.85 × 10-12Ф / м)

Емкость параллельных обкладок конденсатора вывода

Рассмотрим конденсатор с параллельными пластинами. Размер пластины большой, а расстояние между пластинами очень маленькое, поэтому электрическое поле между пластинами однородно.

Электрическое поле «E» между конденсаторами с параллельными пластинами составляет:

Емкость цилиндрических конденсаторов физика

Рассмотрим цилиндрический конденсатор длиной L, образованный двумя коаксиальными цилиндрами с радиусами «a» и «b».Предположим, что L >> b, такое, что на концах цилиндров нет окаймляющего поля.

Пусть «q» — это заряд конденсатора, а «V» — это разность потенциалов между пластинами. Внутренний цилиндр заряжен положительно, а внешний цилиндр — отрицательно. Мы хотим узнать выражение емкости для цилиндрического конденсатора. Для этого мы рассматриваем цилиндрическую гауссовскую поверхность радиуса «r», такую ​​что a << b.

Если «E» — напряженность электрического поля в любой точке цилиндрической гауссовой поверхности, то по закону Гаусса:

Если «V» — разность потенциалов между пластинами, тогда

Это соотношение для емкости цилиндрического конденсатора.

Емкость сферического конденсатора

Емкость изолированного сферического конденсатора

Внешний источник
https://en.wikipedia.org/wiki/Capacitance

Использование осциллографа для поиска неизвестной емкости

Обычно значение конденсатора в микрофарадах или пикофарадах напечатано на его корпусе или там есть цветовой код. Но иногда нам нужно измерить емкость.Например, электролитический конденсатор со временем может потерять емкость (а также показать большее последовательное сопротивление). В критических приложениях этот эффект может быть катастрофическим. Электролитические конденсаторы могут терять емкость, когда они простаивают на полке, а не работают в цепи. Фактически, эти конденсаторы иногда можно восстановить, подвергнув их режиму постепенно повышающегося постоянного напряжения.

Бывают и другие случаи, когда емкость неизвестна, и нам нужно ее измерить.Пример — это когда мы хотим узнать емкость всей электрической среды внутри части электрического оборудования или на его входных или выходных клеммах. Или нам может потребоваться измерить входную емкость пробника осциллографа, чтобы узнать, что происходит.

Мультиметры высшего класса могут измерять емкость, но показания не всегда могут считаться окончательными. Однажды я измерил большое количество новых неэлектролитических конденсаторов и обнаружил, что среднее отклонение от отмеченного значения превышает 10%.

В некоторых приложениях точное значение емкости не критично. Например, допустимы большие отклонения в цепи запуска двигателя. Напротив, резонансный контур требует точного значения для точной настройки.

Осциллограф можно использовать для измерения постоянной времени как средства определения фактической емкости устройства или величины распределенной емкости в электронной системе. Хотя осциллограф не обеспечивает прямого считывания емкости, емкость можно рассчитать, поскольку она напрямую связана с постоянной времени RC-цепи при приложении постоянного напряжения.

Постоянная времени электронной схемы, содержащей резистивные и емкостные элементы, обозначается греческой буквой тау (τ). Эта постоянная времени в секундах равна сопротивлению цепи в омах, умноженному на емкость цепи в фарадах, τ = RC . Тау — это время, необходимое для зарядки конденсатора, включенного последовательно с резистором, до уровня 63,2% от начального значения, обычно 0 В.

Цифровой запоминающий осциллограф может легко отображать график зависимости напряжения от времени при зарядке конденсатора или разрядке через резистор.Затем можно рассчитать постоянную времени схемы и, исходя из этого, определить номинал конденсатора.

Если вы приложите постоянное напряжение к конденсатору, включенному последовательно с резистором, его заряд будет расти сначала быстро, а затем медленнее по мере приближения к напряжению питания. График зависимости напряжения от времени на экране осциллографа называется экспоненциальным ростом. И наоборот, разряд конденсатора, включенного последовательно с резистором, известен как экспоненциальный спад.

Теоретически, напряжение на конденсаторе никогда не становится равным полному напряжению батареи, поскольку скорость изменения снижается по мере приближения к этому уровню.Постоянная времени по определению — это время в секундах, необходимое для того, чтобы заряд, измеренный на выводах конденсатора, равнялся 63,2% приложенного напряжения.

Экспоненциальный рост (вверху), экспоненциальный спад (в центре) и постоянная RC, измеренная по неизвестной емкости (внизу).

Это явление можно легко продемонстрировать, подключив цифровой мультиметр в режиме измерения сопротивления через электролитический конденсатор. В зависимости от полярности подключения измерителя, а также от того, заряжен ли конденсатор, сопротивление будет сначала низким, а затем повышаться или начинать высокое и уменьшаться в измеряемой форме, постепенно снижаясь до тех пор, пока оно не прекратится.Электрики говорят, что омметр ведет отсчет, а это говорит о том, что прибор исправен. Это нехарактерное показание связано с тем, что внутренняя батарея измерителя намеренно смещает конденсатор, чтобы можно было измерить сопротивление. Типичное значение составляет 3 В. Большинство производителей приборов окрашивают щупы в красный цвет для положительных и черных для отрицательных, но это не универсально и должно быть проверено с помощью второго мультиметра.

Чтобы определить неизвестную емкость с помощью осциллографа, последовательно подключают источник постоянного тока, такой как батарея 9 В, известное сопротивление, переключатель и конденсатор.Наконечник пробника осциллографа и заземляющий провод подключаются к конденсатору. Кроме того, вам понадобится перемычка с коротким проводом, чтобы шунтировать конденсатор.

Когда переключатель переводится в положение «включено», на дисплее осциллографа отображается напряжение на конденсаторе. Поскольку прибор находится в режиме измерения во временной области, амплитуда в вольтах отображается по оси Y, а прошедшее время — по оси X. Перед нами стоит задача найти постоянную времени последовательно включенных резистора и конденсатора. Для этого определите окончательный заряд конденсатора, который должен быть практически равен номинальному напряжению батареи.Затем умножьте это количество на 0,632, потому что постоянная времени по определению основана на 63,2% максимального заряда конденсатора.

Найдите эту точку на осциллограмме, используя горизонтальную линию от оси Y. Затем, начиная с этой точки кривой зарядки, опустите вертикальную линию вниз до оси X, которую необходимо откалибровать за секунды. (Для этой цели можно использовать курсор.) Это обеспечивает постоянную времени RC-комбинации, τ. Зная постоянную времени, найти неизвестную емкость несложно.

Как указывалось ранее,

τ = RC
Транспонирование,
C = τ / R

Напомним, что в уравнении постоянной времени C выражается в фарадах, большое значение для R , которое известно, в знаменателе дает разумное значение для емкости, выраженной в микрофарадах, миллионных долях фарада. Эта единица используется чаще.

Как измерить емкость ~ Как измерить

Какой самый недорогой способ измерения емкости? У меня есть конденсаторы для фотовспышки, на которых не указана их емкость.Я пошел в радиорубку, и самый дешевый мультиметр, который это измерил, стоил около 60 долларов. Есть ли дешевый способ узнать номинал моих конденсаторов?

Обсуждения

Очевидно, вы достаточно умны в этой области, поэтому я задаю вам вопрос.

Как мне узнать, какая емкость мне нужна? Есть ли уравнение? Мне нужно 5 В, разряженное за 2 секунды от конденсатора для моего проекта своими руками, но никто не может дать мне прямой ответ на значение емкости, которая мне нужна.Какие-либо предложения?

Ответ 8 лет назад

Яцек, посмотрите эту страницу:

и используйте предоставленную формулу. Здесь вы вводите 5 вольт в качестве начального напряжения, а затем устанавливаете время, равное 2 секундам. Затем вы можете найти значение RC.

Я не знаю, как точно измерить емкость конденсатора, но я могу оценить емкость конденсатора, близкую к фактической, с помощью дешевых деталей.

Все, что вам нужно сделать, это подключить резистор с известным значением (в Мегаомах), цифровой мультиметр и конденсатор, который будет измеряться параллельно.

Перед тем, как соединить конденсатор с резистором и мультиметром параллельно,
зарядите конденсатор известным источником постоянного напряжения (лучше всего подойдет аккумулятор). После того, как конденсатор полностью зарядится, подготовьте секундомер и дайте секундомеру начать отсчет, как только вы подключите конденсатор параллельно.

Установите опорное напряжение таким образом, чтобы вы останавливали отсчет секундомера после того, как вы заметили значение опорного напряжения, отображаемое мультиметром, то есть 100 мВ.(-t / CR)
ln (V) = ln (Vo) -t / CR
ln (V / Vo) = -t / CR
ln (Vo / V) = t / CR

Наконец,
C = t / [ln (Vo / V) R], в Фараде

Поскольку конденсатор и мультиметр имеют внутреннее сопротивление, измеренное значение будет немного отличаться от фактического. Я пробовал это раньше, и он оценивает емкость неизвестного конденсатора.

Надеюсь, это поможет.

Ответ 9 лет назад

Что делать, если во время экзамена я не могу вспомнить формулу.

Первый метод

на этой странице — это RC-цепочка времени. он указывает, что вы никогда не сможете измерить это время, потому что оно такое маленькое, но это неверно, если у вас есть микроконтроллер, подобный базовому штампу 2.
в цепи времени RC, сопротивление в Ом, умноженное на емкость в Фарады равняются времени в секундах. следовательно, емкость равна секундам, разделенным на сопротивление. C = T / R

вот как будет выглядеть схема:

—————————> к входному выводу основного штампа
| |
неизвестно C известно R
| |
—————————> на землю

, так что вы устанавливаете высокий вывод на несколько миллисекунд, чтобы зарядить конденсатор.затем вы меняете контакт на вход, запускаете счетчик и указываете базовому штампу следить за низким логическим уровнем.

, конечно, вам нужно сначала «откалибровать» базовый штамп, измерив, сколько времени требуется для прохождения счетной области кода. например, скажите ему, чтобы он прошел цикл счета десять тысяч раз, а затем измерьте, сколько времени потребуется, с помощью секундомера. более высокое значение даст вам хорошее среднее значение после нескольких калибровок. базовый штамп работает в миллисекундах, поэтому десять тысяч циклов могут быть близки к десяти секундам, но это зависит от сложности цикла и множества переменных теории хаоса.

, так что теперь, когда вы знаете, сколько времени занимает каждый счет в вашем счетчике, вы можете вставить фактическое время в секундах в уравнение, чтобы найти очень хорошее приближение емкости.

Я бы пошел на www.dealextreme.com и заказал там дешевый мультиметр. Вы можете получить один с функцией измерения емкости за 12 $ или меньше с бесплатной доставкой.

Схема, описанная orksecurity, очень увлекательна в изготовлении и стоит меньше доллара (шестнадцатеричные инверторы с триггером Шмитта великолепны, таймеры 555 тоже подойдут), хотя, по моему опыту, вам понадобится осциллограф (дороже, чем мультиметр), или мультиметр с функцией подсчета частоты, чтобы использовать его с приемлемым удобством и точностью.Вы можете включать и выключать множество известных емкостей, пока не перестанете слышать сигнал. но этот метод меня не особо привлекает!

Более дешевый и удобный способ — сначала УБЕДИТЬСЯ, что они разряжены, затем зарядить их батареей 9 В или 12 В и подключить их последовательно к резистору и светодиоду. Вам нужно будет уметь считать и пользоваться секундомером.

Из таблицы данных светодиодов вы можете увидеть падение напряжения на светодиоде (или используйте мультиметр с функцией проверки диодов).Когда приложенное напряжение упадет ниже этого порога, он выключится. Выходное напряжение конденсатора через резистор представляет собой функцию затухания, как описано здесь: http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor#DC_circuits

Вы в основном используете светодиод как примитивный индикатор напряжения. Я предлагаю красный цвет из-за низкого напряжения холостого хода. Время, в течение которого светодиод остается включенным, позволит вам рассчитать емкость, так как теперь вы знаете, сколько времени потребовалось для спада от известного начального напряжения до известного конечного напряжения на известном сопротивлении.Резистор большего размера даст более точные результаты (из-за внутреннего сопротивления конденсатора и более длительного времени, в течение которого светодиод будет гореть), но светодиод будет более тусклым; найти хороший баланс. Сначала попробуйте несколько сотен Ом.

Конечно, если у вас есть мультиметр с функцией измерения напряжения, просто подключите его параллельно через конденсатор (при заряде 9 В или 12 В это не проблема), он будет намного более чувствительным, чем светодиод. Вы увидите падение напряжения на резисторе, и вы можете рассчитать время до произвольной точки.

По моему (ограниченному) опыту и (очень ограниченной) памяти, конденсаторы вспышки камеры рассчитаны примерно на 330 В и имеют разную емкость от примерно 100 до 300 мкФ. Знание емкости не говорит вам о безопасном номинальном напряжении, ОЧЕНЬ ОСОЗНАЙТЕ это. Соединение их последовательно и наивное предположение, что это увеличивает допуск по напряжению, также может привести к катастрофическим сбоям.

Мультиметр определяет емкость, заряжая конденсатор известным током, измеряя результирующее напряжение, а затем вычисляя емкость.

Предупреждение: Хороший конденсатор сохраняет электрический заряд и может оставаться под напряжением после отключения питания. Перед тем, как дотронуться до него или произвести измерение: а) выключите все питание, б) используйте мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено, и в) осторожно разрядите конденсатор, подключив резистор к его проводам (как указано в следующем абзаце). Обязательно используйте соответствующие средства индивидуальной защиты.

Для безопасной разрядки конденсатора: После отключения питания подключите 5-ваттный резистор 20 000 Ом к клеммам конденсатора на пять секунд.Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что конденсатор полностью разряжен.

  1. Используйте цифровой мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что питание цепи отключено. Если конденсатор используется в цепи переменного тока, настройте мультиметр на измерение переменного напряжения. Если он используется в цепи постоянного тока, установите цифровой мультиметр на измерение постоянного напряжения.
  2. Осмотрите конденсатор. Если утечки, трещины, вздутия или другие признаки износа очевидны, замените конденсатор.
  3. Переведите шкалу в режим измерения емкости.Символ часто разделяет точку на циферблате с другой функцией. В дополнение к регулировке шкалы обычно необходимо нажать функциональную кнопку, чтобы активировать измерение. За инструкциями обратитесь к руководству пользователя мультиметра.

4. Для правильного измерения необходимо удалить конденсатор из цепи. Разрядите конденсатор, как описано в предупреждении выше.

Примечание: Некоторые мультиметры предлагают относительный (REL) режим. При измерении малых значений емкости можно использовать относительный режим для удаления емкости измерительных проводов.Чтобы перевести мультиметр в относительный режим измерения емкости, оставьте измерительные провода открытыми и нажмите кнопку REL. Это удаляет значение остаточной емкости измерительных проводов.

  • Подключите измерительные провода к клеммам конденсатора. Оставьте измерительные провода подключенными в течение нескольких секунд, чтобы мультиметр автоматически выбрал правильный диапазон.
  • Считайте отображаемое измерение. Если значение емкости находится в пределах диапазона измерения, мультиметр отобразит значение конденсатора.Он будет отображать OL, если а) значение емкости выше диапазона измерения или б) конденсатор неисправен.
  • Обзор измерения емкости

    Поиск и устранение неисправностей однофазных двигателей — одно из наиболее практичных применений функции емкости цифрового мультиметра.

    Однофазный двигатель с конденсаторным пуском, который не запускается, является признаком неисправного конденсатора. Такие двигатели будут продолжать работать после запуска, что затрудняет поиск и устранение неисправностей. Отказ конденсатора жесткого пуска компрессоров HVAC — хороший пример этой проблемы.Двигатель компрессора может запуститься, но вскоре перегреется, что приведет к срабатыванию прерывателя.

    Однофазные двигатели с такими проблемами и однофазные двигатели с конденсаторами с шумом требуют мультиметра для проверки правильности работы конденсаторов. Почти все моторные конденсаторы имеют значение в микрофарадах, указанное на конденсаторе.

    Трехфазные конденсаторы коррекции коэффициента мощности обычно защищены плавкими предохранителями. Если один или несколько из этих конденсаторов выйдут из строя, это приведет к неэффективности системы, скорее всего, увеличатся счета за коммунальные услуги и могут произойти непреднамеренные отключения оборудования.Если предохранитель конденсатора перегорел, необходимо измерить предполагаемое значение микрофарад конденсатора и убедиться, что оно находится в пределах диапазона, указанного на конденсаторе.

    Стоит знать о некоторых дополнительных факторах, связанных с емкостью:

    • Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются причиной неисправности.
    • Неисправные конденсаторы могут иметь короткое замыкание, разрыв цепи или могут физически выйти из строя до точки отказа.
    • При коротком замыкании конденсатора может перегореть предохранитель или повредить другие компоненты.
    • Когда конденсатор размыкается или выходит из строя, цепь или ее компоненты могут не работать.
    • Износ может также изменить значение емкости конденсатора, что может вызвать проблемы.

    Конденсаторы — одни из самых полезных из всех электронных компонентов. Емкость — это термин, обозначающий способность конденсатора накапливать заряд. Это также измерение, используемое для определения того, сколько энергии может хранить конкретный конденсатор. Чем больше емкость конденсатора, тем больше заряда он может хранить.

    Емкость измеряется в единицах, называемых фарад (сокращенно F). Определение одного фарада обманчиво простое. Конденсатор емкостью в одну фарад держит напряжение на пластинах ровно один вольт, когда он заряжается током ровно один ампер в секунду.

    Обратите внимание, что в этом определении часть «один ампер в секунду тока» на самом деле относится к количеству заряда, присутствующего в конденсаторе. Нет правила, согласно которому ток должен течь целую секунду.Это может быть один ампер за одну секунду, или два ампера за полсекунды, или полампер за две секунды. Или это может быть 100 мА в течение 10 секунд или 10 мА в течение 100 секунд.

    Один ампер в секунду соответствует стандартной единице измерения электрического заряда, называемой кулоном . Итак, другой способ определить значение одного фарада — сказать, что это величина емкости, которая может хранить один кулон при напряжении в один вольт на пластинах.

    Оказывается, одна фарада — это огромная емкость просто потому, что один кулон — это очень большая величина заряда.Для сравнения: общий заряд, содержащийся в среднем разряде молнии, составляет около пяти кулонов, и вам нужно всего пять конденсаторов емкостью в один фарад, чтобы сохранить заряд, содержащийся в ударе молнии. (Некоторые удары молнии намного мощнее, до 350 кулонов.)

    Предполагается, что конденсатор потока Дока Брауна находился в диапазоне фарад, потому что Док зарядил его ударом молнии. Но конденсаторы, используемые в электронике, заряжаются от гораздо более скромных источников. Намного скромнее.

    На самом деле, самые большие конденсаторы, которые вы, вероятно, будете использовать, имеют емкость, которая измеряется в миллионных долях фарада, называемая микрофарад и сокращенно мк F. И меньшие из них измеряются в миллионных долях микрофарад, также называется пикофарад и сокращенно пФ.

    Вот еще несколько вещей, которые вам следует знать об измерениях конденсаторов:

    Как и резисторы, конденсаторы не производятся до совершенства.Вместо этого у большинства конденсаторов есть предел погрешности, также называемый допуском . В некоторых случаях погрешность может достигать 80%. К счастью, такая степень впечатления редко оказывает заметное влияние на большинство схем.

    мкм в мкм F не является курсивной буквой u ; это греческая буква mu , которая является распространенным сокращением для micro .

    Обычно значения 1000 пФ или более выражаются в мкФ, а не в пФ.Например, 1000 пФ записывается как 0,001 мкФ, а 22000 пФ записывается как 0,022 мкФ.

    Как цифровые мультиметры (DMM) измеряют емкость через их типичное входное / выходное сопротивление 10 МОм?

    Обеспечивая логический уровень 3,3 В, попытка измерения 1F будет означать постоянную времени 10 миллионов секунд (R x C), таким образом, повышение напряжения на конденсаторе будет неизмеримым (в минимальном уровне шума). Они также делают это в течение секунды. или около того с точностью 3%. Как же это достигается?

    3 ответа 3

    Существует множество способов измерения емкости. Если у вас есть генератор сигналов, вы можете использовать прямоугольный сигнал и измерить время нарастания.Или синусоидой и измерить ток и напряжение. Если вы знаете ток и напряжение, вы знаете, какова ваша нагрузка. Если нагрузка представляет собой конденсатор, вам также потребуется информация о фазе. По ссылкам ниже подробно описано, как это делается. Вместо генератора сигналов цифровые мультиметры обычно имеют более простую схему (обычно генерирующую только одну или несколько частот). Вместо схем осциллографа, которые измеряют фазу и амплитуду для вычислений.

    Замечательно то, что если у вас есть осциллограф и генератор сигналов, вы также можете измерить емкость, иногда лучше, чем цифровой мультиметр.Это также работает для индуктивности до.


    Источник: https://meettechniek.info/passive/capacitance.html


    Источник: https://meettechniek.info/passive/capacitance.html

    Емкость конденсатора — это способность конденсатора накапливать электрический заряд на единицу напряжения на своих пластинах конденсатора. Емкость определяется делением электрического заряда на напряжение по формуле C = Q / V. Его единица — Фарад.

    Формула

    Его формула имеет следующий вид:

    Где C — емкость, Q — напряжение, а V — напряжение.Мы также можем найти заряд Q и напряжение V, переписав приведенную выше формулу как:

    Фарад — единица измерения емкости. Один фарад — это величина емкости, когда один кулон заряда хранится с одним вольт на пластинах.

    Большинство конденсаторов, которые используются в электронике, имеют значения емкости, указанные в микрофарадах (мкФ) и пикофарадах (пФ). Микрофарад — это одна миллионная фарада, а пикофарад — одна триллионная фарада.

    Какие факторы влияют на емкость конденсатора?

    Зависит от следующих факторов:

    Площадь плит

    Емкость прямо пропорциональна физическому размеру пластин, определяемому площадью пластины A.Большая площадь пластины дает большую емкость и меньшую емкость. На рисунке (а) показано, что площадь пластины конденсатора с параллельными пластинами равна площади одной из пластин. Если пластины перемещаются относительно друг друга, как показано на рис (b), площадь перекрытия определяет эффективную площадь пластины. Это изменение эффективной площади пластины является основным для определенного типа переменного конденсатора.

    Пластины разделительные

    `Емкость обратно пропорциональна расстоянию между пластинами.Разделение пластин обозначено буквой d, как показано на рис. (А). Чем больше разделение пластин, тем меньше емкость, как показано на рис. (B). Как обсуждалось ранее, напряжение пробоя прямо пропорционально расстоянию между пластинами. Чем дальше разделены пластины, тем больше напряжение пробоя .

    Диэлектрическая проницаемость материала

    Как известно, изоляционный материал между пластинами конденсатора называется диэлектриком. Диэлектрические материалы имеют тенденцию уменьшать напряжение между пластинами при заданном заряде и, таким образом, увеличивать емкость.Если напряжение фиксировано, из-за наличия диэлектрика может храниться больше заряда, чем может храниться без диэлектрика. Мера способности материала создавать электрическое поле называется диэлектрической постоянной или относительной диэлектрической проницаемостью и обозначается как ∈ r .

    Емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости. Диэлектрическая проницаемость вакуума определяется как 1, а диэлектрическая проницаемость воздуха очень близка к 1. Эти значения используются в качестве эталона, а для всех других материалов значения ∈r указаны по сравнению с вакуумом или воздухом.Например, материал с εr = 8 может иметь емкость в восемь раз большую, чем у воздуха, при прочих равных условиях.

    Диэлектрическая проницаемость ∈r безразмерна, поскольку является относительной мерой. Это отношение абсолютной диэлектрической проницаемости материала, ∈r, к абсолютной диэлектрической проницаемости вакуума, ∈ 0 , которое выражается следующей формулой:

    Ниже приведены некоторые общие диэлектрические материалы и типичные диэлектрические постоянные для каждого из них. Значения могут различаться, поскольку зависят от конкретного состава материала.

    Материал Типичные значения ∈r

    • Воздух 1.0
    • тефлон 2,0
    • Бумага 2.5
    • Масло 4.0
    • Слюда 5,0
    • Стекло 7,5
    • Керамика 1200

    Диэлектрическая проницаемость ∈r безразмерна, поскольку является относительной мерой. Это отношение абсолютной диэлектрической проницаемости материала, ∈r, к абсолютной диэлектрической проницаемости вакуума, ∈0, которое выражается следующей формулой:

    Значение ∈0 составляет 8,85 × 10-12 Ф / м.

    Формула емкости по физическим параметрам

    Вы видели, как емкость напрямую связана с площадью пластины, A, и диэлектрической проницаемостью, ∈r, и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами, d. Точная формула для расчета емкости по этим трем величинам:

    Емкость параллельных обкладок конденсатора вывода

    Рассмотрим конденсатор с параллельными пластинами. Размер пластины большой, а расстояние между пластинами очень маленькое, поэтому электрическое поле между пластинами однородно.

    Электрическое поле «E» между конденсаторами с параллельными пластинами составляет:

    Емкость цилиндрических конденсаторов физика

    Рассмотрим цилиндрический конденсатор длиной L, образованный двумя коаксиальными цилиндрами с радиусами «a» и «b». Предположим, что L >> b, так что на концах цилиндров нет окаймляющего поля.

    Пусть «q» — это заряд конденсатора, а «V» — это разность потенциалов между пластинами. Внутренний цилиндр заряжен положительно, а внешний цилиндр — отрицательно.Мы хотим узнать выражение емкости для цилиндрического конденсатора. Для этого мы рассматриваем цилиндрическую гауссовскую поверхность радиуса «r», такую, что теги

    В этой статье мы рассмотрим различные тесты, которые мы можем использовать, чтобы определить, хорош ли конденсатор или нет, все с использованием функций цифрового мультиметра.

    Мы можем провести множество проверок, чтобы убедиться, что конденсатор работает должным образом. Мы будем использовать характеристики и поведение, которые должен проявлять конденсатор, если он исправен, и, таким образом, определять, исправен он или неисправен.

    Проверка конденсатора омметром мультиметра

    Очень хороший тест, который вы можете сделать, — это проверить конденсатор с помощью мультиметра, настроенного на настройку омметра.

    По сопротивлению конденсатора мы можем определить, хороший он или плохой.

    Для проведения этого теста берем омметр и помещаем щупы на выводы конденсатора. Ориентация не имеет значения, потому что сопротивление не поляризовано.

    Если мы прочитаем очень низкое сопротивление (около 0 Ом) на конденсаторе, мы знаем, что конденсатор неисправен.Он читается так, как будто на нем короткое замыкание.

    Если мы увидим очень высокое сопротивление конденсатора (несколько МОм), это признак того, что конденсатор, вероятно, тоже неисправен. Считывается, что на конденсаторе есть разрыв.

    Нормальный конденсатор имел бы сопротивление где-то между этими двумя крайними значениями, скажем, где-нибудь в десятках тысяч или сотнях тысяч Ом. Но не 0 Ом или несколько МОм.

    Это простой, но эффективный метод определения неисправности конденсатора.

    Проверить конденсатор мультиметром при настройке емкости

    Еще одна проверка, которую вы можете сделать, — это проверить емкость конденсатора с помощью мультиметра, если у вас есть измеритель емкости на вашем мультиметре. Все, что вам нужно сделать, это считать емкость, которая находится на внешней стороне конденсатора, взять щупы мультиметра и поместить их на выводы конденсатора. Полярность не имеет значения.

    Это то же самое, что и настройка для первой иллюстрации, только теперь мультиметр настроен на настройку емкости.

    Вы должны прочитать значение рядом с номинальной емкостью конденсатора. Из-за допуска и того факта, что (в частности, электролитические конденсаторы) могут высохнуть, вы можете прочитать значение немного меньше, чем номинальная емкость. Это отлично. Если он немного ниже, это все еще хороший конденсатор. Однако, если вы обнаружите значительно меньшую емкость или ее отсутствие вообще, это верный признак того, что конденсатор неисправен и его необходимо заменить.

    Проверка емкости конденсатора — отличный тест для определения того, исправен ли конденсатор.

    Проверка конденсатора вольтметром

    Еще один тест, который вы можете провести, чтобы проверить, исправен ли конденсатор, — это проверка напряжения.

    В конце концов, конденсаторы — это накопители. Они накапливают на своей пластине разность потенциалов зарядов, которые представляют собой напряжения. На аноде есть положительное напряжение, а на катоде — отрицательное напряжение.

    Тест, который вы можете провести, — это проверить, нормально ли работает конденсатор, — это зарядить его напряжением, а затем измерить напряжение на клеммах.Если он считывает напряжение, до которого вы его заряжали, значит, конденсатор выполняет свою работу и может сохранять напряжение на своих выводах. Если он не заряжается и не считывает напряжение, это признак неисправности конденсатора.

    Чтобы зарядить конденсатор напряжением, подайте напряжение постоянного тока на выводы конденсатора. Сейчас полярность очень важна для поляризованных конденсаторов (электролитических конденсаторов). Если вы имеете дело с поляризованным конденсатором, вы должны соблюдать полярность и правильное назначение выводов.Положительное напряжение идет на анод (более длинный вывод) конденсатора, а отрицательное или заземление идет на катод (более короткий вывод) конденсатора. Подайте напряжение, которое меньше номинального напряжения конденсатора, на несколько секунд. Например, подайте на конденсатор 25 В 9 вольт и дайте 9 вольт зарядить его в течение нескольких секунд. Пока вы не используете огромный конденсатор, он заряжается за очень короткий период времени, всего за несколько секунд. После завершения заряда отключите конденсатор от источника напряжения и снимите его напряжение с помощью мультиметра.Напряжение сначала должно быть около 9 вольт (или любого другого напряжения), которое вы ему подавали. Обратите внимание, что напряжение будет быстро разряжаться и упадет до 0 В, потому что конденсатор разряжает свое напряжение через мультиметр. Тем не менее, вы должны сначала прочитать значение заряженного напряжения, прежде чем оно резко упадет. Это поведение исправного и хорошего конденсатора. Если напряжение на нем не сохраняется, значит, он неисправен и его следует заменить.

    Итак, у вас есть 3 сильных теста, которые вы можете провести (все или либо / или), чтобы проверить, исправен ли конденсатор.

    Мультиметр определяет емкость, заряжая конденсатор известным током, измеряя результирующее напряжение, а затем вычисляя емкость.

    Предупреждение: Хороший конденсатор сохраняет электрический заряд и может оставаться под напряжением после отключения питания. Перед тем, как дотронуться до него или произвести измерение: а) выключите все питание, б) используйте мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено, и в) осторожно разрядите конденсатор, подключив резистор к его проводам (как указано в следующем абзаце).Обязательно используйте соответствующие средства индивидуальной защиты.

    Для безопасной разрядки конденсатора: После отключения питания подключите 5-ваттный резистор 20 000 Ом к клеммам конденсатора на пять секунд. Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что конденсатор полностью разряжен.

    1. Используйте цифровой мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что питание цепи отключено. Если конденсатор используется в цепи переменного тока, настройте мультиметр на измерение переменного напряжения. Если он используется в цепи постоянного тока, установите цифровой мультиметр на измерение постоянного напряжения.
    2. Осмотрите конденсатор. Если утечки, трещины, вздутия или другие признаки износа очевидны, замените конденсатор.
    3. Переведите шкалу в режим измерения емкости. Символ часто разделяет точку на циферблате с другой функцией. В дополнение к регулировке шкалы обычно необходимо нажать функциональную кнопку, чтобы активировать измерение. За инструкциями обратитесь к руководству пользователя мультиметра.

    4. Для правильного измерения необходимо удалить конденсатор из цепи.Разрядите конденсатор, как описано в предупреждении выше.

    Примечание: Некоторые мультиметры предлагают относительный (REL) режим. При измерении малых значений емкости можно использовать относительный режим для удаления емкости измерительных проводов. Чтобы перевести мультиметр в относительный режим измерения емкости, оставьте измерительные провода открытыми и нажмите кнопку REL. Это удаляет значение остаточной емкости измерительных проводов.

  • Подключите измерительные провода к клеммам конденсатора. Оставьте измерительные провода подключенными в течение нескольких секунд, чтобы мультиметр автоматически выбрал правильный диапазон.
  • Считайте отображаемое измерение. Если значение емкости находится в пределах диапазона измерения, мультиметр отобразит значение конденсатора. Он будет отображать OL, если а) значение емкости выше диапазона измерения или б) конденсатор неисправен.
  • Обзор измерения емкости

    Поиск и устранение неисправностей однофазных двигателей — одно из наиболее практичных применений функции емкости цифрового мультиметра.

    Однофазный двигатель с конденсаторным пуском, который не запускается, является признаком неисправного конденсатора.Такие двигатели будут продолжать работать после запуска, что затрудняет поиск и устранение неисправностей. Отказ конденсатора жесткого пуска компрессоров HVAC — хороший пример этой проблемы. Двигатель компрессора может запуститься, но вскоре перегреется, что приведет к срабатыванию прерывателя.

    Однофазные двигатели с такими проблемами и однофазные двигатели с конденсаторами с шумом требуют мультиметра для проверки правильности работы конденсаторов. Почти все моторные конденсаторы имеют значение в микрофарадах, указанное на конденсаторе.

    Трехфазные конденсаторы коррекции коэффициента мощности обычно защищены плавкими предохранителями.Если один или несколько из этих конденсаторов выйдут из строя, это приведет к неэффективности системы, скорее всего, увеличатся счета за коммунальные услуги и могут произойти непреднамеренные отключения оборудования. Если предохранитель конденсатора перегорел, необходимо измерить предполагаемое значение микрофарад конденсатора и убедиться, что оно находится в пределах диапазона, указанного на конденсаторе.

    Стоит знать о некоторых дополнительных факторах, связанных с емкостью:

    • Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются причиной неисправности.
    • Неисправные конденсаторы могут иметь короткое замыкание, разрыв цепи или могут физически выйти из строя до точки отказа.
    • При коротком замыкании конденсатора может перегореть предохранитель или повредить другие компоненты.
    • Когда конденсатор размыкается или выходит из строя, цепь или ее компоненты могут не работать.
    • Износ может также изменить значение емкости конденсатора, что может вызвать проблемы.

    Мне нужно измерить или измерить емкость от 0 пФ до 5 пФ с точностью 0,1 пФ или выше. Я знаю, что на это претендуют микросхемы цифрового преобразования емкости, но есть ли более простой / легкий способ смонтировать схему для измерения этих сверхмалых емкостей?

    У меня есть небольшой концентрический цилиндр, в котором внешний цилиндр физически закреплен (и связан с некоторым потенциалом), а внутренний двигается внутрь и наружу.Это движение мне нужно отслеживать. Изменение площади перекрытия между двумя цилиндрами приводит к изменению емкости. Таким образом, я постоянно отслеживаю его положение, отслеживая изменение емкости.

    1 Ответ 1

    Довольно просто обнаружить изменение емкости на 0,1 пФ в виде отношения. Самым простым, возможно, является создание релаксационного генератора и измерение частоты и изменения частоты в цифровом виде при подключении испытательного конденсатора.

    Очень сложно точно узнать, сколько эффективной емкости имеется в остальной части цепи и любых соединительных приспособлениях, парах, клеммах, выводах, относительно которых измеряется соотношение.

    Преимущество релаксационного генератора состоит в том, что один вывод конденсатора заземлен, поэтому паразитные помехи относительно стабильны. Недостатком является то, что паразиты могут быть большими, довольно легко большими по сравнению с 5 пФ.

    Альтернативой является измерение с 3 защитными контактами, которое невосприимчиво к паразитной емкости на любом контакте конденсатора и чувствительно только к паразитным помехам на нем.Третий вывод — заземление. Метод заключается в следующем.

    1) Подайте синусоидальное напряжение относительно земли на одну клемму испытательного конденсатора от известного напряжения. Паразитные помехи от этой клеммы к земле приводятся к точно такому же напряжению, нас не интересует, сколько тока требуется для их зарядки, измерения напряжения достаточно.

    2) Удерживая вторую клемму заземления, измерьте ток, необходимый для этого. Наиболее распространенный способ сделать это — использовать виртуальный наземный операционный усилитель.Паразитные помехи от второго вывода к земле удерживаются на уровне 0 В, поэтому ток в них не течет, поэтому измерение тока является точным.

    3) Теперь мы знаем ток через конденсатор при заданном напряжении на нем. Вычислите емкость по импедансу и частоте. Емкостная обратная связь, а не резистивная на ОУ виртуального заземления, позволяет исключить частоту из уравнения.

    Даже несмотря на то, что защищенное измерение устраняет влияние паразитного замыкания на землю, любые паразитные колебания конденсатора, усиленные вашим испытательным приспособлением, возможно, пластиковая прижимная площадка, удерживающая SMD-компонент на посадочной поверхности, изменит измерение по сравнению с тем, что он был бы в цепи без этой колодки.

    Конденсаторы параллельно

    Задача 1:

    Конденсаторы серии

    Когда конденсаторы подключаются друг за другом, это называется последовательным соединением. Это показано ниже. Чтобы рассчитать общую общую емкость двух подключенных таким образом конденсаторов, вы можете использовать следующую формулу:

    Cобщ. = C1 x C2 и так далее
    C1 + C2

    Пример: чтобы вычислить общую емкость для этих двух последовательно соединенных конденсаторов.

    Задача 2:

    Три или более конденсатора последовательно

    Задача 3:

    ответов

    Задача 1

    Задача 2

    Задача 3

    © Kitronik Ltd — Вы можете распечатать эту страницу и добавить ссылку на нее, но не должны копировать страницу или ее часть без предварительного письменного согласия Kitronik.

    22 октября 2019 г., 07:27

    Хорошие задания мне помогли

    03 сентября 2019 в 10:48

    03 сентября 2019 в 08:22

    Этот сайт был полезен для многих из нас.Спасибо, китроник!

    21 февраля 2019 в 14:06

    Привет, на данный момент у нас нет руководства, показывающего это, но мы должны добавить его. Вы правильно угадали, как рассчитать общую емкость вашей цепи. Надеюсь, это помогло.

    20 февраля 2019 в 18:57

    Были ли у вас какие-либо задачи, разработанные с подобными изображениями, как показано выше? Я пытаюсь решить эту же проблему. У меня есть два конденсатора, параллельные друг другу, но также последовательно с одним другим конденсатором.Могу ли я сложить два числа параллельно, а затем использовать это число в уравнении для ряда? Любые советы полезны, спасибо!

    01 февраля 2019 в 12:16

    Это действительно помогло мне, так что большое спасибо

    04 января 2019 в 10:47

    МНЕ НРАВИТСЯ ЭТО РАСЧЕТ

    27 октября 2018 г., 03:49

    Очень хорошая информация спасибо kitronik

    20 сентября 2018 в 10:58

    Привет, Эммануэль, Вы можете рассчитать емкость каждой из областей по отдельности, а затем выяснить, как найти общую емкость, метод будет определяться тем, как различные области расположены по отношению друг к другу.Они могут быть последовательно или параллельно. Надеюсь, это поможет.

    19 сентября 2018 01:21

    Как рассчитать конденсаторы, подключенные параллельно и последовательно

    16 января 2018 в 18:42

    — это очень полезный инструмент для изучения основ электротехники. спасибо

    14 июля 2017 в 10:41

    Привет, Кин, осталось сделать еще один шаг ваших вычислений, вам нужно разделить 1 на 3, и тогда вы получите свой ответ на сумму C.Надеюсь это поможет.

    13 июля 2017 г., 04:54

    Формула для последовательной емкости не работает для 1Ф. Если вы добавите 1 + 1 + 1, вы получите 3F вместо .333F. Пожалуйста, объясни.

    19 мая 2017 в 08:17

    Очень-очень полезный сайт Мне нравится .. Будучи учеником 10 класса, я понял, как решить вопрос о последовательном и параллельном сочетании проводов ..

    10 мая 2017 в 11:00

    Мне нравится этот сайт. Спасибо большое, буду писать экзамены.Теперь моя проблема с конденсаторами решена полностью. еще раз спасибо

    19 апреля 2017 в 09:40

    Это может быть что-то, для чего мы в какой-то момент создаем ресурс, но пока попробуйте Google, так как в Интернете уже есть много информации об этом.

    16 апреля 2017 в 14:11

    Мне нужно больше разъяснений о ЗАКОНЕ ЭЛЕКТРОСТАТИКИ КУЛУМБСА и ЕГО РАСЧЕТЕ.

    03 апреля 2017 в 06:27

    Мне нравится этот сайт, он мне действительно помогает

    13 декабря 2016 в 22:05

    Awwnnn….это действительно потрясающе, это очень помогает.

    30 ноября 2016 г., 09:40

    вау !! Мне очень нравится этот сайт, он очень полезен.

    01 ноября 2016 в 20:47

    Моя проблема с конденсатором решена

    20 октября 2016 в 16:18

    Привет, мне нравится этот расчет последовательного и параллельного

    03 мая 2016 в 10:02

    Привет, Дуглас, Примеры расчетов будут работать независимо от номиналов отдельных конденсаторов.

    25 апреля 2016 г., 04:55

    Привет, похоже, что в ваших примерах речь идет только о конденсаторах различной емкости.Было бы полезно включить примеры идентичных конденсаторов, соединенных последовательно и параллельно. Последовательно подключаемые идентичные конденсаторы… .. Общая емкость = Номинальная емкость, деленная на общее количество конденсаторов. EG .. 3000 Фарад ÷ (X5 последовательно),… 3000F / 5 = 600F. Идентичные конденсаторы, соединенные параллельно …… Общая емкость = Номинальная емкость, умноженная на общее количество конденсаторов ………. 3000Farad X (X5 параллельно)… 3000FX5 = 15,000F Покончим со всей «ерундой с длинными делениями»

    01 апреля 2015 в 11:52

    Привет, напряжение осталось бы прежним.Роб

    12 марта 2015 в 23:36

    Объяснение понятно, а как насчет рабочего напряжения двух конденсаторов параллельно? Остается ли оно прежним или номинальное напряжение отдельного конденсатора суммируется. Предположим, что оба конденсатора имеют одинаковое рабочее напряжение

    .

    Белко Царь Соломон

    24 февраля 2015 в 13:23

    это объяснение простое и легкое для понимания и оно нравится.

    07 декабря 2014 г., 00:57

    Пока это единственное объяснение, которое я смог понять.Спасибо

    23 мая 2014 в 12:17

    Спасибо, я исправил это сейчас!

    21 мая 2014 в 22:04

    Я думаю, что задача 3 должна быть 1,167F, а не 1,67F

    Информационный бюллетень Kitronik

    Зарегистрируйтесь сейчас, чтобы узнавать первыми о последних продуктах и ​​ресурсах!

    Мультиметр определяет емкость, заряжая конденсатор известным током, измеряя результирующее напряжение, а затем вычисляя емкость.

    Предупреждение: Хороший конденсатор сохраняет электрический заряд и может оставаться под напряжением после отключения питания.Перед тем, как дотронуться до него или произвести измерение: а) выключите все питание, б) используйте мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено, и в) осторожно разрядите конденсатор, подключив резистор к его проводам (как указано в следующем абзаце). Обязательно используйте соответствующие средства индивидуальной защиты.

    Для безопасной разрядки конденсатора: После отключения питания подключите 5-ваттный резистор 20 000 Ом к клеммам конденсатора на пять секунд. Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что конденсатор полностью разряжен.

    1. Используйте цифровой мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что питание цепи отключено. Если конденсатор используется в цепи переменного тока, настройте мультиметр на измерение переменного напряжения. Если он используется в цепи постоянного тока, установите цифровой мультиметр на измерение постоянного напряжения.
    2. Осмотрите конденсатор. Если утечки, трещины, вздутия или другие признаки износа очевидны, замените конденсатор.
    3. Поверните циферблат в режим измерения емкости (

    Обзор измерения емкости

    Поиск и устранение неисправностей однофазных двигателей — одно из наиболее практичных применений функции емкости цифрового мультиметра.

    Однофазный двигатель с конденсаторным пуском, который не запускается, является признаком неисправного конденсатора. Такие двигатели будут продолжать работать после запуска, что затрудняет поиск и устранение неисправностей. Отказ конденсатора жесткого пуска компрессоров HVAC — хороший пример этой проблемы. Двигатель компрессора может запуститься, но вскоре перегреется, что приведет к срабатыванию прерывателя.

    Однофазные двигатели с такими проблемами и однофазные двигатели с конденсаторами с шумом требуют мультиметра для проверки правильности работы конденсаторов.Почти все моторные конденсаторы имеют значение в микрофарадах, указанное на конденсаторе.

    Трехфазные конденсаторы коррекции коэффициента мощности обычно защищены плавкими предохранителями. Если один или несколько из этих конденсаторов выйдут из строя, это приведет к неэффективности системы, скорее всего, увеличатся счета за коммунальные услуги и могут произойти непреднамеренные отключения оборудования. Если предохранитель конденсатора перегорел, необходимо измерить предполагаемое значение микрофарад конденсатора и убедиться, что оно находится в пределах диапазона, указанного на конденсаторе.

    Стоит знать о некоторых дополнительных факторах, связанных с емкостью:

    • Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются причиной неисправности.
    • Неисправные конденсаторы могут иметь короткое замыкание, разрыв цепи или могут физически выйти из строя до точки отказа.
    • При коротком замыкании конденсатора может перегореть предохранитель или повредить другие компоненты.
    • Когда конденсатор размыкается или выходит из строя, цепь или ее компоненты могут не работать.
    • Износ может также изменить значение емкости конденсатора, что может вызвать проблемы.

    Мультиметр определяет емкость, заряжая конденсатор известным током, измеряя полученное напряжение, а затем вычисляя емкость.

    Предупреждение: исправный конденсатор сохраняет электрический заряд и может оставаться под напряжением после отключения питания. Перед тем, как дотронуться до него или произвести измерение: а) выключите все питание, б) используйте мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено, и в) осторожно разрядите конденсатор, подключив резистор к его проводам (как указано в следующем абзаце). Обязательно используйте соответствующие средства индивидуальной защиты.

    Для безопасной разрядки конденсатора: После отключения питания подключите резистор 20 000 Ом, 5 Вт к клеммам конденсатора на пять секунд.Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что конденсатор полностью разряжен.

    1. Используйте цифровой мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что питание цепи отключено. Если конденсатор используется в цепи переменного тока, настройте мультиметр на измерение переменного напряжения. Если он используется в цепи постоянного тока, установите цифровой мультиметр на измерение постоянного напряжения.
    2. Осмотрите конденсатор. Если утечки, трещины, вздутия или другие признаки износа очевидны, замените конденсатор.
    3. Переведите шкалу в режим измерения емкости ().Символ часто разделяет точку на циферблате с другой функцией. В дополнение к регулировке шкалы обычно необходимо нажать функциональную кнопку, чтобы активировать измерение. За инструкциями обратитесь к руководству пользователя мультиметра.

    Для правильного измерения необходимо удалить конденсатор из цепи. Разрядите конденсатор, как описано в предупреждении выше.

    Примечание. Некоторые мультиметры поддерживают относительный (REL) режим. При измерении малых значений емкости можно использовать относительный режим для удаления емкости измерительных проводов.Чтобы перевести мультиметр в относительный режим измерения емкости, оставьте измерительные провода открытыми и нажмите кнопку REL. Это удаляет значение остаточной емкости измерительных проводов.

  • Подключите измерительные провода к клеммам конденсатора. Оставьте измерительные провода подключенными в течение нескольких секунд, чтобы мультиметр автоматически выбрал правильный диапазон.
  • Считайте отображаемое измерение. Если значение емкости находится в пределах диапазона измерения, мультиметр отобразит значение конденсатора.Он будет отображать OL, если а) значение емкости выше диапазона измерения или б) конденсатор неисправен.
  • Обзор измерения емкости

    Поиск и устранение неисправностей однофазных двигателей — одно из наиболее практичных применений функции емкости цифрового мультиметра.

    Однофазный двигатель с конденсаторным пуском, который не запускается, является признаком неисправного конденсатора. Такие двигатели будут продолжать работать после запуска, что затрудняет поиск и устранение неисправностей. Отказ конденсатора жесткого пуска компрессоров HVAC — хороший пример этой проблемы.Двигатель компрессора может запуститься, но вскоре перегреется, что приведет к срабатыванию прерывателя.

    Однофазные двигатели с такими проблемами и однофазные двигатели с конденсаторами с шумом требуют мультиметра для проверки правильности работы конденсаторов. Почти все моторные конденсаторы имеют значение в микрофарадах, указанное на конденсаторе.

    Трехфазные конденсаторы коррекции коэффициента мощности обычно защищены плавкими предохранителями. Если один или несколько из этих конденсаторов выйдут из строя, это приведет к неэффективности системы, скорее всего, увеличатся счета за коммунальные услуги и могут произойти непреднамеренные отключения оборудования.Если предохранитель конденсатора перегорел, необходимо измерить предполагаемое значение микрофарад конденсатора и убедиться, что оно находится в пределах диапазона, указанного на конденсаторе.

    Стоит знать о некоторых дополнительных факторах, связанных с емкостью:

    • Конденсаторы имеют ограниченный срок службы и часто являются причиной неисправности.
    • Неисправные конденсаторы могут иметь короткое замыкание, разрыв цепи или могут физически выйти из строя до точки отказа.
    • При коротком замыкании конденсатора может перегореть предохранитель или повредить другие компоненты.
    • Когда конденсатор размыкается или выходит из строя, цепь или ее компоненты могут не работать.
    • Износ может также изменить значение емкости конденсатора, что может вызвать проблемы.

    Как 5 способов проверить конденсатор мультиметром?

    I Введение

    Два соседних проводника зажаты слоем непроводящей изолирующей среды, образуя конденсатор.Конденсаторы — один из наиболее часто используемых электронных компонентов. Они играют важную роль в таких схемах, как настройка, обход, связь и фильтрация. Например, их часто используют в цепи настройки транзисторного радиоприемника, цепи связи и цепи обхода цветного телевизора.

    Эта статья в основном знакомит с тем, как правильно использовать мультиметры для проверки конденсаторов и алюминиевых электролитических конденсаторов, включая подробные этапы работы, принципы работы, примечания и пояснения некоторых фундаментальных знаний о конденсаторах.

    У нас также есть соответствующая статья о том, как проверить пусковые конденсаторы, которые могут вас заинтересовать. Не пропустите!

    Как проверить конденсаторы с помощью цифрового мультиметра

    Каталог

    II Определение конденсатора

    Конденсаторы состоят из компонентов, которые накапливают электричество и электрическую энергию (потенциальную энергию). Проводник окружен другим проводником, или все линии электрического поля, излучаемые одним проводником, заканчиваются в проводящей системе другого проводника, называемой конденсатором.

    III Причины и последствия тестирования конденсаторов и характеристик выдерживаемого напряжения

    3.1 Почему мы должны измерять емкость конденсатора?

    Целью измерения значения емкости конденсатора в общем смысле электричества является проверка изменения его значения емкости. Сравнивая измеренное значение со значением, указанным на паспортной табличке, вы можете судить о том, правильна ли внутренняя проводка и не ухудшилась ли изоляция из-за влаги, сломался ли компонент и уменьшилась ли емкость из-за утечки масла.Так что будьте осторожны во время существенной операции.

    3.2 Почему конденсаторы должны проходить испытание на выдерживаемое напряжение?

    Испытание на выдерживаемое напряжение относится к испытанию способности выдерживать напряжение различных электрических устройств и конструкций. Процесс приложения высокого напряжения к изолирующему материалу или изолирующей конструкции без нарушения характеристик изоляционного материала считается испытанием на выдерживаемое напряжение. Вообще говоря, основная цель способности выдерживать напряжение — проверить способность изоляции выдерживать рабочее напряжение или перенапряжение, а затем проверить, соответствуют ли характеристики изоляции продукта стандартам безопасности. проверить способность изоляции выдерживать рабочее напряжение или перенапряжение, а затем проверить, соответствуют ли характеристики изоляции оборудования стандартам безопасности.

    Рисунок 1. Тестирование конденсатора

    IV Разница между конденсаторами разной емкости в тесте

    4.1 Тест конденсатора малой емкости

    Емкость конденсатора малой емкости обычно ниже 1 мкФ, потому что емкость слишком мала, зарядка Явление неочевидное, и угол руки вправо при измерении невелик. Поэтому измерить его емкость с помощью мультиметра, как правило, невозможно, а только определить, есть ли у него утечка или пробой.В нормальных условиях значение сопротивления обоих концов мультиметра R × 10 кОм должно быть бесконечным. Если определенное значение сопротивления измерено или значение сопротивления близко к 0, это означает, что в конденсаторе произошла утечка электричества или он был поврежден в результате пробоя.

    Связанная рекомендация: Как проверить керамический дисковый конденсатор

    4.2 Тест конденсатора большой емкости

    Большую емкость обычно можно проверить с помощью 1–10 кОм, посмотрите развертку измерителя во время зарядки и значение сопротивления, указанное на последнем измерителе.Чем ближе к левому краю, тем лучше. Если сопротивление слишком мало, его нельзя использовать.

    4.3 Тест суперконденсатора

    Метод измерения суперконденсаторов полностью отличается от других типов конденсаторов. Суперконденсаторы имеют исключительно большие значения емкости, которые невозможно измерить напрямую с помощью стандартного оборудования. Обычными методами проверки емкости этих конденсаторов являются зарядка суперконденсаторов номинальным напряжением и разрядка суперконденсаторов нагрузкой с постоянным током.

    Рисунок 2. Разные конденсаторы

    В Как проверить конденсаторы с помощью мультиметра?

    5.1 Прямое испытание с конденсатором

    Некоторые цифровые мультиметры имеют функцию измерения емкости, и их диапазоны разделены на пять диапазонов: 2,000p, 20n, 200n, 2μ и 20μ. При измерении вы можете напрямую вставить два контакта разряженного конденсатора в гнездо Cx на плате измерителя и выбрать соответствующий диапазон для считывания отображаемых данных.

    файл 2000p, подходит для измерения емкости менее 2000 пФ; Файл 20n, подходящий для измерения емкости от 2000 пФ до 20 нФ; Файл 200n, подходящий для измерения емкости от 20 до 200 нФ; Файл 2μ, подходит для измерения емкости от 200 нФ до 2 мкФ; Диапазон 20 мкФ, подходит для измерения емкости от 2 мкФ до 20 мкФ.

    Опыт показал, что некоторые типы цифровых мультиметров (например, DT890B +) допускают значительную погрешность при измерении конденсаторов малой емкости ниже 50 пФ, а эталонное значение для измерения емкости ниже 20 пФ практически отсутствует.В это время емкость малого значения может быть измерена последовательным методом.

    Метод: Сначала найдите конденсатор примерно 220 пФ, с помощью цифрового мультиметра измерьте его фактическую емкость C1, а затем подключите малый конденсатор, который нужно проверить, параллельно, чтобы измерить его общую емкость C2. Разница между ними (C1-C2) заключается в емкости тестируемых конденсаторов малой емкости.

    Этот метод позволяет очень точно измерить малую емкость 1 ~ 20 пФ.

    Рисунок 3. Как проверить конденсатор с помощью мультиметра

    5.2 Тест с помощью файла сопротивления

    Практика доказала, что процесс зарядки конденсаторов также можно наблюдать с помощью цифрового мультиметра, который фактически отражает изменение зарядного напряжения в дискретных цифровых величинах. . Предполагая, что скорость измерения цифрового мультиметра составляет n раз в секунду, в процессе наблюдения за зарядкой конденсатора вы можете увидеть n показаний, которые не зависят друг от друга и последовательно увеличиваются.В соответствии с этой характеристикой дисплея цифрового мультиметра можно определить качество конденсатора и оценить размер емкости.

    Далее описывается метод обнаружения конденсатора с помощью измерителя сопротивления цифрового мультиметра, который имеет практическое значение для приборов без конденсатора. Этот метод подходит для измерения конденсаторов большой емкости от 0,1 мкФ до нескольких тысяч микрофарад.

    5.2.1 Рабочий метод измерения

    Как показано на рисунке 4, установите цифровой мультиметр на соответствующий уровень сопротивления. Красный и черный измерительные провода соответственно касаются двух полюсов проверяемого конденсатора Сх. В это время отображаемое значение будет постепенно увеличиваться с «000» до отображения символа переполнения «1». Если постоянно отображается «000», это означает, что конденсатор имеет внутреннее короткое замыкание; если он отображается постоянно, внутренние полюса конденсатора могут быть разомкнуты или выбранный уровень сопротивления может быть неподходящим.При проверке электролитических конденсаторов обратите внимание на то, что красный измерительный провод (положительный заряд) подключен к положительному электроду конденсатора, а черный измерительный провод подключен к отрицательному электроду конденсатора.

    Рисунок 4. Цифровой мультиметр

    5.2.2 Принцип измерения

    На рисунке 5 показан принцип измерения конденсаторов с помощью файлов сопротивления. Во время измерения положительный источник питания заряжается, измеряемый конденсатор Cx проходит через стандартный резистор R0.В момент начала зарядки Vc = 0, поэтому отображается «000». По мере постепенного увеличения Vc отображаемое значение увеличивается. Когда Vc = 2VR, измеритель начинает отображать символ переполнения «1». Время зарядки t — это время, необходимое для того, чтобы отображаемое значение изменилось с «000» до переполнения. Этот временной интервал можно измерить кварцевым измерителем.

    Рисунок 5. Принцип измерения

    5.2.3 Измеренные данные с использованием цифрового мультиметра DT830 для оценки емкости

    Принцип выбора диапазона сопротивления: при небольшой емкости следует выбирать высокое сопротивление, а при большой емкости следует выбирать низкое сопротивление.Если вы используете диапазон высокого сопротивления для оценки конденсатора большой емкости, время измерения продлится долгое время, потому что процесс зарядки идет очень медленно. Если вы используете диапазон низкого сопротивления для проверки конденсатора малой емкости, измеритель всегда будет показывать переполнение, потому что время зарядки очень короткое, и вы не можете увидеть изменения.

    5.3 Тест с файлом напряжения

    Обнаружение конденсаторов с помощью мультиметра постоянного тока цифрового мультиметра фактически является косвенным методом измерения.Этот метод позволяет измерять конденсаторы малой емкости от 220 пФ до 1 мкФ и точно измерять ток утечки конденсатора.

    5.3.1 Методы и принципы измерения

    Схема измерения показана на рисунке 6. E — внешняя сухая батарея на 1,5 В. Установите цифровой мультиметр на диапазон 2 В постоянного тока, подключите красный измерительный провод к одному электроду проверяемого конденсатора Cx, а черный измерительный провод к отрицательному полюсу батареи. Входное сопротивление диапазона 2 В составляет RIN = 10 МОм.После включения питания аккумулятор E заряжает Cx через RIN и начинает устанавливать напряжение Vc. Связь между Vc и временем зарядки t составляет

    .

    Рисунок 6. Схема подключения измерительного конденсатора с блоком напряжения

    Здесь, поскольку напряжение на RIN является входным напряжением прибора VIN, RIN фактически выполняет функцию резистора выборки. очевидно,

    VIN (t) = E-Vc (t) = Eexp (-t / RINCx) (5-2)

    Рисунок 7 — это кривая изменения входного напряжения VIN (t) и зарядного напряжения Vc (t) на испытуемом конденсаторе.Из рисунка видно, что процесс изменения VIN (t) и Vc (t) прямо противоположен. Кривая VIN (t) уменьшается со временем, а Vc (t) увеличивается со временем. Хотя измеритель показывает процесс изменения VIN- (t), он косвенно отражает процесс зарядки тестируемого конденсатора Cx. Во время теста, если Cx открыт (нет емкости), отображаемое значение всегда будет «000». Если Cx имеет внутреннее короткое замыкание, отображаемое значение всегда будет напряжением батареи E и не будет изменяться со временем.

    Рисунок7. Кривая изменения VIN (t) и Vc (t)

    Уравнение (5-2) показывает, что когда цепь включена, t = 0, VIN = E, начальное отображаемое значение цифрового мультиметра представляет собой напряжение батареи, а затем, когда Vc (t) увеличивается, VIN (t) постепенно уменьшается. Пока VIN = 0V, процесс зарядки Cx заканчивается, в это время

    Vcx (t) = E

    Используя конденсатор определения уровня напряжения цифрового мультиметра, можно не только проверить конденсаторы малой емкости от 220 пФ до 1 мкФ, но также измерить ток утечки конденсатора.Пусть ток утечки измеряемого конденсатора будет ID, а стабильное значение, отображаемое измерителем в конце, будет VD (единица измерения V), тогда

    Рисунок 8. Уравнение (5-3)

    5.3.2 Примеры

    Пример 1:

    Измеренная емкость представляет собой постоянный конденсатор 1 мкФ / 160 В с использованием диапазона 2 В постоянного тока цифрового мультиметра DT830 (RIN = 10 МОм). Подключите схему согласно рисунку 6. Изначально счетчик отображал 1.543V, а затем отображаемое значение постепенно уменьшалось. Примерно через 2 минуты отображаемое значение стабилизировалось на 0,003 В. Найдите ток утечки проверяемого конденсатора.

    Рисунок 9. Уравнение

    Ток утечки тестируемого конденсатора составляет всего 0,3 нА, что свидетельствует о хорошем качестве.

    Пример 2:

    Тестируемый конденсатор представляет собой полиэфирный конденсатор 0,022 мкФ / 63 В. Метод измерения такой же, как в Примере 1.Из-за небольшой емкости этого конденсатора VIN (t) быстро уменьшается во время измерения, и примерно через 3 секунды отображаемое значение уменьшается до 0,002 В. Подставив это значение в уравнение (5-3), вычисленный ток утечки составил 0,2 нА.

    5.3.3 Примечания

    (1) Перед измерением два контакта конденсатора должны быть замкнуты накоротко и разряжены, в противном случае процесс изменения показаний может не наблюдаться.

    (2) Не касайтесь конденсаторного электрода обеими руками во время измерения, чтобы не допустить подскакивания измерителя.

    (3) Во время измерения значение VIN (t) изменяется экспоненциально, а вначале быстро уменьшается. С увеличением времени скорость снижения будет все медленнее и медленнее. Когда емкость тестируемого конденсатора Cx меньше нескольких тысяч пикофарад, поскольку VIN (t) изначально падает слишком быстро, а скорость измерения измерителя слишком мала, чтобы отразить исходное значение напряжения, начальное отображаемое значение измерителя будет ниже, чем у батареи Напряжение E.

    (4) Когда измеряемый конденсатор Cx больше 1 мкФ, для сокращения времени измерения можно использовать файл сопротивления для измерения.Однако, когда емкость тестируемого конденсатора меньше 200 пФ, процесс зарядки трудно наблюдать, потому что изменение показаний очень короткое.

    5.4 Тест с зуммером

    Используя файл зуммера цифрового мультиметра, вы можете быстро проверить качество электролитического конденсатора. Метод измерения показан на рисунке 10. Установите цифровой мультиметр в положение зуммера и используйте два щупа для контакта с двумя контактами проверяемого конденсатора Cx.Должен быть слышен короткий звуковой сигнал, звук прекратится, и отобразится символ переполнения «1». Затем снова измерьте два измерительных провода, и зуммер должен снова прозвучать, и, наконец, отобразится символ перелива «1», который указывает на то, что проверяемый электролитический конденсатор в основном в норме. В это время вы можете установить высокое сопротивление 20 МОм или 200 МОм, чтобы измерить сопротивление утечки конденсатора и определить его качество.

    Рисунок 10. Схема подключения для проверки электролитического конденсатора с зуммером

    Принцип описанного выше процесса измерения заключается в следующем: в начале теста зарядный ток прибора до Cx велик, что эквивалентно длине пути, поэтому звучит зуммер.По мере того, как напряжение на конденсаторе продолжает расти, зарядный ток быстро уменьшается, и, наконец, зуммер перестает звучать.

    Если во время теста зуммер продолжает звучать, это означает, что внутри электролитического конденсатора произошло короткое замыкание. Если зуммер продолжает звучать, а измеритель всегда показывает «1», когда ручка измерителя постоянно измеряется, это означает, что тестируемый конденсатор открыт или емкость исчезает.

    5.5 Используйте цифровой мультиметр для измерения емкости более 20 мкФ

    Для обычных цифровых мультиметров максимальное значение измерения в файле емкости составляет 20 мкФ, что иногда не соответствует требованиям измерения. По этой причине следующий простой метод можно использовать для измерения емкости более 20 мкФ с помощью файла емкости цифрового мультиметра, и можно измерить максимальную емкость в несколько тысяч микрофарад. При использовании этого метода для измерения конденсаторов большой емкости нет необходимости вносить какие-либо изменения в исходную схему цифрового мультиметра.

    Принцип измерения этого метода основан на формуле C строка = C1C2 / (C1 + C2) двух последовательно соединенных конденсаторов. Поскольку два конденсатора с разной емкостью подключаются последовательно, общая емкость после последовательного соединения меньше, чем у конденсатора меньшей емкости. Следовательно, если емкость измеряемого конденсатора превышает 20 мкФ, используется только один конденсатор емкостью менее 20 мкФ. Последовательно с ним можно проводить измерения прямо на цифровом мультиметре.

    По формуле двух последовательно соединенных конденсаторов легко получить C1 = C2C строка / (C2-C строка). Используя эту формулу, можно рассчитать значение емкости измеряемого конденсатора. Вот тестовый пример, чтобы проиллюстрировать конкретный метод использования этой формулы.

    Тестируемый компонент представляет собой электролитический конденсатор с номинальной емкостью 220 мкФ и установлен на C1. Выберите электролитический конденсатор с номинальным значением 10 мкФ как C2, используйте цифровой мультиметр конденсатор емкостью 20 мкФ, чтобы измерить фактическое значение этого конденсатора как 9.5 мкФ и соедините два конденсатора последовательно, чтобы измерить строку C как 9,09 мкФ. Подставляя C2 = 9,5 мкФ и строку C = 9,09 мкФ в формулу, тогда

    C1 = цепочка C2C / (цепочка C2-C) = 9,5 9,09 / (9,5-9,09) ≈211 (мкФ)


    Рисунок 11. Цифровой мультиметр

    Примечание: Независимо от того, какая емкость C2 выбрана, конденсатор с большей емкостью должен быть выбран при условии менее 20 мкФ, а C2 в формуле следует подставить в фактическое измеренное значение вместо номинального. значение, которое может уменьшить количество ошибок.Два конденсатора соединены последовательно и измеряются цифровым мультиметром. Из-за погрешности емкости и погрешности измерения самого конденсатора, пока фактическое измеренное значение близко к расчетному значению, измеряемый конденсатор C1 считается исправным. вместимость.

    Теоретически этим методом можно измерить емкость любой емкости, но если емкость тестируемого конденсатора будет слишком большой, погрешность возрастет. Ошибка пропорциональна размеру измеряемого конденсатора.

    VI Как тестировать алюминиевые электролитические конденсаторы

    6.1 Физический осмотр внешнего вида

    (1) Сначала проверьте, имеет ли тестируемый конденсатор официальную «Спецификацию продукта», которая включает название продукта, технические характеристики, установочные размеры , требования к процессу, технические параметры, а также название поставщика, адрес и контактную информацию для обеспечения этого. Серийную продукцию предоставляют штатные производители. Логотип на конденсаторе должен включать товарный знак, рабочее напряжение, стандартную емкость, полярность и диапазон рабочих температур.

    (2) Обратитесь к параметрам процесса в «Спецификации продукта» и проверьте, соответствуют ли внешний вид, цвет и материал конденсатора указанным на нем индикаторам процесса.

    (3) Используйте штангенциркуль, чтобы подтвердить установочный размер конденсатора, чтобы убедиться, что диаметр, высота, диаметр и расстояние выводной клеммы находятся в пределах допуска технологического процесса, а внешние размеры должны соответствовать требования к отбору компании.

    (4) Проверьте внешний вид конденсатора, чтобы убедиться, что он аккуратный, без явных деформаций, поломок, трещин, пятен, грязи, ржавчины и т. Д., А его маркировка четкая, прочная, правильная и полная.

    (5) Проверьте выводные клеммы, чтобы убедиться, что их выводы прямые, не имеют окисления, ржавчины и не влияют на их проводящие свойства, а выводные выводы не имеют деформации, деформации и механических повреждений, которые могут влияет на вставку и удаление.

    (6) Убедитесь, что дата изготовления, указанная на электролитическом конденсаторе, не превышает шести месяцев, и сделайте запись.

    Рисунок 12. Алюминиевый электролитический конденсатор

    6.2 Проверка емкости и потерь

    (1) Используйте электрический мост, чтобы проверить, соответствует ли фактическая емкость номинальной емкости (электролитический конденсатор обычно имеет диапазон погрешности ± 20%). Значение тангенса угла потерь tanθ (то есть значение D) соответствует стандарту.

    (2) Как использовать тестер моста Zen tech: после правильного подключения источника питания нажмите кнопку «POWER», чтобы включить рабочее напряжение тестера; нажмите кнопку «LCR», чтобы выбрать тип теста (L: индуктивность, C: емкость, R: сопротивление).

    (3) Нажмите кнопки «ВВЕРХ» и «ВНИЗ», чтобы выбрать диапазон измерения (мкФ, нФ, пФ), и нажмите кнопку «FREQ», чтобы выбрать частоту тестирования (100 Гц,

    (120 Гц, 1 кГц) может выбрать требуемую частоту тестирования в соответствии с техническими параметрами, предоставленными производителем, тест в этой статье выбирает «100 Гц».

    (4) Нажмите «SERIES» (параллельный) и «PARALLEL» (параллельный), чтобы выбрать режим подключения для теста, малая емкость (менее 10 мкФ)

    Чтобы использовать параллельный режим, используйте большой режим (10 мкФ и выше) в последовательном режиме.

    (5) После завершения настройки подключите тестовые порты моста («НИЗКИЙ» и «ВЫСОКИЙ») к двум концам конденсатора и используйте этикеточную бумагу для записи значения емкости и значения потерь на дисплее соответственно. И прикрепите этикеточную бумагу к соответствующему конденсатору для последующего анализа.

    6.3 Тест пульсирующего напряжения

    (1) Подключите схему, как показано ниже, и подключите проверяемый конденсатор к регулируемому источнику питания постоянного тока (обратите внимание, что положительный и отрицательный полюса не подключены наоборот). Подключите положительный электрод пробника осциллографа с неиндуктивным конденсатором (1 мкФ, 1200 В постоянного тока) последовательно к положительному электроду проверяемого конденсатора.

    Рисунок 13. Цепь проверки пульсирующего напряжения

    (2) Для настройки осциллографа сначала необходимо установить его в положение тестирования постоянного тока, а ручка точной настройки напряжения осциллографа должна быть заблокирована.

    (3) Во время испытания напряжение постоянного тока следует медленно увеличивать до номинального напряжения с помощью регулятора напряжения, а изменения, отображаемые осциллографом, следует внимательно отслеживать. Необходимо выбрать правильный диапазон, чтобы обеспечить точное считывание напряжения с осциллограммы осциллографа.

    (4) Снимите форму волны пульсации камерой и запишите диапазон и деление осциллографа с помощью этикеточной бумаги (то есть вычислите напряжение пульсации и вставьте его на соответствующий конденсатор для последующего анализа и сравнения.

    (5) После завершения записи отключите источник питания постоянного тока, разрядите проверяемый конденсатор и неиндуктивный конденсатор с помощью ламповой нагрузки, а затем удалите проверяемый конденсатор с испытательного стенда.

    6.4 Испытание на ток утечки

    6.4.1 Первый метод косвенного измерения

    Подключите, как показано ниже. Подключите резистор 1 кОм последовательно с тестируемым конденсатором и подключите его к регулируемому источнику питания постоянного тока.Используйте пробник осциллографа для подключения к обоим концам резистора. Косвенно рассчитайте ток утечки конденсатора, который необходимо измерить, путем выборки сигнала напряжения на резисторе.

    Основы эксплуатации и меры предосторожности: После подключения цепи отрегулируйте регулируемый источник питания постоянного тока на номинальное напряжение конденсатора. После того, как цепь уравновесится в течение двух минут, считайте значение напряжения на резисторе. При считывании показаний осциллографа ручка регулировки напряжения должна быть заблокирована.Запишите максимальное значение кривой напряжения как значение напряжения и разделите его на значение сопротивления, чтобы получить значение тока утечки. Слишком большой ток и перегорел резистор. После испытания конденсатор следует разрядить, а затем удалить, чтобы избежать несчастных случаев.

    Рисунок14. Схема

    6.4.2 Второй метод косвенного измерения

    Подключите проводку, как показано на рисунке, и последовательно подключите воздушный переключатель между конденсатором и источником питания постоянного тока.Сначала замкните S1 и S2 соответственно и настройте регулятор напряжения на номинальное напряжение, чтобы зарядить конденсатор в течение двух минут.

    Рисунок15. Схема

    После этого отключаются и S1, и S2. В это время регулируемый источник питания находится на номинальном значении. Не шевелись. Добавьте миллиамперметр между S1 и S2, как показано на рисунке ниже: S1 и S2 замкнуты, и ток утечки может быть непосредственно считан миллиамперметром после одной минуты стабилизации.

    Рисунок16. Схема

    6.4.3 Меры предосторожности

    Помните, что нельзя подключать миллиамперметр к линии напрямую, когда конденсатор не заряжен, так как начальный зарядный ток велик, миллиамперметр может сгореть случайно. В процессе разборки сначала разрядите конденсатор с помощью лампы накаливания. При разрядке сначала снимите миллиамперметр и убедитесь, что разрядный ток не проходит через испытательный резистор, чтобы предотвратить повреждение испытательного резистора и миллиметра.

    6.4.4 Ток утечки при 1,2Un

    Отрегулируйте напряжение постоянного тока так, чтобы оно в 1,2 раза превышало номинальное напряжение электролитического конденсатора, снова измерьте его ток утечки и сравните разные образцы.

    6.5 Испытание на взрыв

    6.5.1 Испытание постоянным током

    Подайте обратное постоянное напряжение на тестируемый конденсатор, медленно отрегулируйте регулируемое постоянное напряжение и внимательно наблюдайте за током с помощью токоизмерительных клещей. Установка мощности постоянного тока обычно не превышает 30 В.Текущее значение устанавливается в соответствии с размером конденсатора следующим образом:

    При диаметре конденсатора 6 мм ≤ 22,4 мм ток не может превышать 1 А; когда диаметр конденсатора> 22,4 мм, ток не может превышать 10 А.

    6.5.2 Наблюдение за температурой поверхности конденсатора

    Во время эксперимента используйте термометр, чтобы внимательно наблюдать за температурой поверхности конденсатора (чувствительный контакт термометра можно обернуть вокруг конденсатора лентой).Обратите внимание, что начальный ток очень мал и почти равен нулю. При повышении температуры конденсатора (примерно 35-40 ° C) ток значительно увеличивается. В это время следует внимательно наблюдать. Когда ток достигает или приближается к 10А, необходимо снизить напряжение, чтобы обеспечить контроль тока в пределах 10А.

    6.5.3 Конденсаторный предохранительный клапан

    В течение 30 минут после начала испытания предохранительный клапан конденсатора должен быть открыт.Если предохранитель конденсатора перегорел, питание следует немедленно отключить (электролитический конденсатор 350V 6800F автоматически откроется при следующих условиях, ток около 8A, температура поверхности около 45-60 ° C), если ток близок к 10А, и через 30 минут предохранитель все еще горит. Если он не включен, эта функция отсутствует.

    Рисунок17. Цифровой вольтметр постоянного тока

    6.6 Температурный тест

    Емкость конденсатора будет изменяться в зависимости от температуры окружающей среды.Как правило, емкость увеличивается с повышением температуры. Температурный тест предназначен для проверки изменения емкости после уравновешивания при заданной температуре.

    6.6.1 Высокотемпературный тест

    (1) Подключите два небольших провода к выводной клемме конденсатора, который нужно проверить, соответственно, и проверьте емкость двух выводов при нормальной температуре и пометьте их для записи.

    (2) Поместите конденсатор в камеру для испытания на переменную влажность и нагрев при высоких и низких температурах и оставьте провода вне камеры для проверки емкости.

    (3) Включите кнопку переключателя тестового блока, нажмите «Настройка температуры» на экране, установите температуру на 100 ° C и нажмите «Выполнить», чтобы запустить тестовый блок.

    (4) Проверьте емкость еще раз примерно через 2 часа после того, как температура достигнет 100 ° C, и вычислите процентное изменение емкости (первоначальное измерение разницы).

    6.6.2 Испытание при низких температурах

    (1) Поместите проверяемый конденсатор в испытательный бокс (будьте осторожны, не используйте конденсаторы, испытанные при высоких температурах, за исключением особых случаев).

    (2) Включите кнопку переключателя тестового бокса, нажмите на экране «установка температуры», установите температуру на -25 ° C и нажмите «запустить».

    (3) Проверьте емкость еще раз примерно через 2 часа после того, как температура достигнет -25 ° C, и вычислите процентное изменение емкости (первоначальное измерение разницы).

    6.6.3 Меры предосторожности

    При испытании следует обратить пристальное внимание на то, есть ли какие-либо очевидные изменения в конденсаторе.При возникновении серьезных условий, таких как растрескивание поверхности конденсатора и открытие предохранительного клапана, испытательную камеру следует немедленно остановить. Во время испытания следует строго соблюдать рабочие процедуры испытательного бокса, и дверь испытательного бокса не должна открываться по желанию. В конце высокотемпературного испытания конденсатор можно вынуть только после того, как температура внутри испытательного бокса упадет, чтобы предотвратить несчастные случаи, такие как ожоги.

    Рисунок 18.Конденсаторы

    VII Рекомендации по тестированию конденсаторов

    (1) При измерении с помощью мультиметра выберите передачу в соответствии с номинальным напряжением конденсатора. Например, напряжение конденсатора, обычно используемое в электронном оборудовании, низкое, всего от нескольких вольт до нескольких десятков вольт. Если для измерения используется мультиметр RX10k, напряжение батареи в измерителе составляет 12 ~ 22,5 В, что может вызвать пробой конденсатора. Следовательно, следует использовать файл RXlk. измерения.

    (2) Для конденсатора, только что снятого с линии, обязательно разрядите конденсатор перед измерением, чтобы предотвратить разряд конденсатора на счетчике и его повреждение.

    (3) Для конденсаторов с высоким рабочим напряжением и большой емкостью конденсаторы должны быть достаточно разряжены, и оператор должен иметь защитные меры для предотвращения поражения электрическим током во время разряда.

    8.1 Вопрос

    Что делать при проверке конденсатора омметром?

    8.2 Ответ

    Убрать конденсатор из схемы.

    Обычно легко снять пусковой или рабочий конденсатор — достаточно просто отсоединить его от жгута и отсоединить провода. Однако будьте осторожны, чтобы не прикасаться к клеммам конденсатора. Если конденсатор не разряжен, возможно, он полностью заряжен, и в таком случае вы можете получить серьезный шок.

    Часто задаваемые вопросы о том, как проверить конденсатор

    1. Как проверить с помощью мультиметра, исправен ли конденсатор?

    Используйте мультиметр и снимите напряжение на выводах конденсатора.Напряжение должно быть около 9 вольт. Напряжение будет быстро уменьшаться до 0 В, потому что конденсатор разряжается через мультиметр. Если конденсатор не сохраняет это напряжение, он неисправен и его следует заменить.

    2. Как проверить конденсатор дома?

    Настройте вольтметр на измерение постоянного напряжения (если он способен измерять как переменный, так и постоянный ток). Подключите выводы вольтметра к конденсатору. Подключите положительный (красный) провод к положительной (более длинной) клемме, а отрицательный (черный) провод к отрицательной (более короткой) клемме.Обратите внимание на начальное значение напряжения.

    3. Как проверить конденсатор мультиметром?

    4. Можете ли вы проверить конденсатор на плате?

    Вы просто не можете проверить неисправный конденсатор внутри или снаружи печатной платы, измерив его значение емкости с помощью измерителя конденсаторов или мультиметра. … Когда конденсатор находится за пределами платы, иногда неисправный конденсатор может дать вам правильное значение емкости на мультиметре или измерителе конденсатора.

    5. Какой тестер конденсаторов самый лучший?

    Обзор лучшего измерителя емкости

    :

    Signstek MESR-100 V2 Автоматический выбор диапазона в цепи Конденсатор измерителя ESR LCR

    Цифровой тестер конденсаторов ELIKE от 0,1 пФ до 20 мФ

    Honeytek A6013l Тестер конденсаторов

    Тестер цепей MESR-100, Тестер конденсаторов KKMOON mesr-100

    Мультиметр Цифровой измеритель емкости Тестер конденсатора 0,1Pf до 2000 мкФ

    Excelvan M6013 Цифровой измеритель емкости с автоматическим определением диапазона, тестер конденсатора

    Цифровой измеритель емкости Профессиональный конденсатор 0.1Pf — 20000Uf

    6. Как проверить конденсатор дешевым мультиметром?

    7. Сколько Ом должен иметь конденсатор?

    1000 Ом

    Установите максимальное значение сопротивления (Ом), по крайней мере, 1 кОм (1000 Ом). При этой настройке измеритель генерирует небольшой ток при подключении выводов измерителя к клеммам конденсатора.

    8. Что означает символ конденсатора на мультиметре?

    В большинстве цифровых мультиметров для обозначения емкости используется символ, похожий на — | (-.Переместите циферблат к этому символу. Если несколько символов разделяют это место на циферблате, вам может потребоваться нажать кнопку, чтобы переключаться между ними, пока на экране не появится символ емкости.

    9. Что делать, если конденсатор показывает высокий уровень?

    Считывает, что на нем короткое замыкание. Если мы увидим очень высокое сопротивление на конденсаторе (несколько МОм), это признак того, что конденсатор, вероятно, тоже неисправен. Считывается, что на конденсаторе есть разрыв…. Но не 0 Ом или несколько МОм.

    10. Что является первым шагом при испытании конденсатора?

    Первый и самый простой — проверить конденсатор. Если он выглядит «размазанным» или опухшим, можно с уверенностью сказать, что это плохо. Хорошей практикой будет провести следующий тест, даже если он опух. Сделайте набросок проводов, подключенных к конденсатору, и запишите их цвета или числа.

    Заряд, разделение пластин и напряжение

    Dynamics Track
    Наклонная плоскость
    Импульс

    Конденсатор
    Пластина Sep
    Пластина Sep / Вольт
    Диэлектрики

    Цепи
    Закон Ом
    Последовательный / Параллельный

    Wave Tank
    Частота / длина волны
    Two Pt Interf.

    Оптическая скамья
    Рефракция
    Фокусное расстояние

    Конденсатор с параллельными пластинами

    Заряд конденсаторов, разделение пластин и напряжение

    Конденсатор используется для хранения электрического заряда. Чем большее напряжение (электрическое давление) вы прикладываете к конденсатору, тем больше заряда нагнетается в конденсатор. Кроме того, чем большей емкостью обладает конденсатор, тем больший заряд будет вызван данным напряжением.Это соотношение описывается формулой q = CV, где q — накопленный заряд, C — емкость, а V — приложенное напряжение.

    Глядя на эту формулу, можно спросить, что бы произошло, если бы заряд оставался постоянным, а емкость изменялась. Ответ, разумеется, таков, что напряжение изменится! Это то, что вы будете делать в этой лаборатории.

    Лабораторный конденсатор

    Конденсатор с параллельными пластинами — это устройство, используемое для изучения конденсаторов.Это сводит к минимуму функцию конденсатора. Конденсаторы в реальном мире обычно скручены по спирали в небольших корпусах, поэтому конденсатор с параллельными пластинами значительно упрощает привязку функции к устройству.

    Этот конденсатор работает, накапливая противоположные заряды на параллельных пластинах, когда напряжение подается с одной пластины на другую. Количество заряда, который перемещается в пластины, зависит от емкости и приложенного напряжения в соответствии с формулой Q = CV, где Q — заряд в кулонах, C — емкость в фарадах, а V — разность потенциалов между пластинами в вольт.

    Конденсаторы накапливают энергию

    Если напряжение подается на конденсатор, а затем отключается, заряд, накопленный в конденсаторе, сохраняется до тех пор, пока конденсатор не разрядится каким-либо образом. Между пластинами возникает электрическое поле, которое позволяет конденсатору накапливать энергию. Это один из полезных аспектов конденсаторов, способность накапливать энергию в электрическом поле, чтобы ее можно было использовать позже.

    От чего зависит емкость?

    Количество заряда, которое может храниться на один приложенный вольт, определяется площадью поверхности пластин и расстоянием между ними.Чем больше пластины и чем ближе они расположены, тем больше заряда может храниться на каждый вольт разности потенциалов между пластинами. Заряд, накопленный на приложенный вольт, представляет собой емкость, измеряемую в фарадах.

    Может ли изменение емкости заряженного конденсатора изменить его напряжение?

    Лабораторный конденсатор можно регулировать, поэтому мы можем провести интересный эксперимент с емкостью и напряжением. Если конденсатор имеет постоянный заряд, изменение емкости должно вызвать изменение напряжения.Раздвигание пластин приведет к уменьшению емкости, поэтому напряжение должно увеличиться.

    Как можно математически определить емкость нашего конденсатора?
    Для конденсатора с параллельными пластинами емкость определяется по следующей формуле:

    C = ε 0 А / сут

    Где C — емкость в Фарадах, ε 0 — постоянная диэлектрической проницаемости свободного пространства (8,85×10 -12), A — площадь пластин в квадратных метрах, а d — расстояние между пластинами в метрах.

    Фарада — это очень большая величина емкости, поэтому мы будем использовать метрические префиксы для получения более удобных чисел. Емкость обычно измеряется в микрофарадах (мкФ), что составляет 1,0×10 -6F или пикофарадах (пФ), что составляет 1,0×10 -12F. 1.0F = 1,000,000 мкФ = 1,000,000,000,000 пФ! Будьте очень внимательны с расчетами!

    Этот расчет даст вам приблизительное значение емкости лабораторного конденсатора. Однако есть и другие факторы, которые вносят ошибки в реальные измерения емкости и напряжения.Вам нужно внимательно учитывать эти факторы.

    Лабораторное оборудование:

    Для получения хороших результатов эта лабораторная деятельность требует специального оборудования. Вам нужен хороший стабилизированный источник питания, чтобы напряжение, подаваемое на конденсатор, было одинаковым при каждом испытании.

    Вам также понадобится очень точный способ измерения напряжения между пластинами без резистивной нагрузки на конденсатор. Количество накопленного заряда очень мало, поэтому обычный вольтметр не подойдет.Мельчайший заряд, накопленный в конденсаторе, просто разрядился бы через счетчик, делая любые измерения бесполезными. Вы будете использовать специальный прибор для измерения напряжения, называемый электрометром, который измеряет напряжение без разряда конденсатора.

    Одна из проблем электрометра заключается в том, что он имеет некоторую собственную емкость. Поскольку эта емкость параллельна емкости конденсатора, встроенная емкость выводов должна быть добавлена ​​к емкости конденсатора.

    Назначение:

    Целью данной лабораторной работы является исследование взаимосвязи между разделением пластин и напряжением в конденсаторе с параллельными пластинами, который поддерживается постоянным зарядом.

    Оснащение:

    • Конденсатор переменной емкости
    • Электрометр
    • Регулируемый блок питания
    • Поводки для перемычек
    • Провода для электрометра

    Осторожно:

    Это хрупкое оборудование. Все должно сочетаться с легчайшими прикосновениями. Ничего не заставляйте!

    Ваша первая задача — предсказать, что произойдет с напряжением конденсатора, когда вы зарядите его источником 10 В, а затем раздвинете пластины (что уменьшит емкость). Вы сделаете это в следующем разделе.

    Теоретические расчеты:

    Сначала необходимо рассчитать теоретическую емкость для каждого расстояния между пластинами. Мы сделаем первое, а потом вы сможете сделать все остальное! Самая сложная часть этого — правильно настроить юниты. Проще всего сложить все в метрах для расчетов:

    1. Измерьте диаметр пластин конденсатора в сантиметрах. Ваш размер должен быть около 17,8 см
    2. Разделите диаметр на 100, чтобы получить размер в метрах.Результат — 0,178 м. Разделите это на два, чтобы получить радиус: 0,089 м
    3. Площадь пластины определяется по общей формуле A = πr 2. Подставьте числа, чтобы получить A = π (0,089) 2 = 0,0249 м 2
    4. Преобразуйте расстояние между пластинами (1 мм) в метры, разделив на 1000. 1/1000 = 0,001 м.
    5. Используйте это число в формуле C = ε 0A / d, чтобы определить расчетную емкость, таким образом: C = 8,85×10 -12 (0,0249) / 0,001 = 2,20×10 -10. Это равно 220×10 -12F или 220pF
    6. Добавьте встроенную емкость электрометра (50 пФ) к теоретической емкости, чтобы получить 270 пФ.
    7. Запишите этот результат (270 пФ) в столбец «Расчетная емкость» и строку 1 мм.
    8. Повторите этот процесс для других расстояний между пластинами. Обратите внимание, что площадь пластины одинакова для всех, поэтому все, что вам нужно сделать, это повторить шаги 5, 6 и 7, вставляя правильные значения для интервала в каждом случае.
    9. Теперь вы рассчитаете теоретическое напряжение для каждого интервала. Предположим, что для шага 1,0 мм напряжение составляет 10 В, поэтому вы можете просто указать это значение в таблице.Во-первых, вы определяете количество заряда в конденсаторе при таком расстоянии и напряжении. Используйте формулу Q = CV, чтобы определить заряд, таким образом: Q = 270×10 -12F (10V) = 2700×10 -12C. Этот заряд остается неизменным на всех расстояниях между пластинами, поэтому вы можете ввести одно и то же значение во весь столбец Расчетный заряд! Теперь используйте это значение заряда, чтобы определить расчетное напряжение на всех других расстояниях. Например, при расстоянии 5 мм используйте формулу V = Q / C, таким образом: V = 2700×10 -12C / 94,0×10 -12F = 28,7V. Введите это значение в столбец «Расчетное напряжение» в строке 5 мм.
    10. Повторите тот же расчет напряжения для оставшихся расстояний между пластинами. Используйте рассчитанную емкость и постоянный заряд для каждого промежутка и введите значение напряжения в столбец «Расчетное напряжение» таблицы.
    11. Поздравляем! Вы закончили предварительные расчеты! Все, что вам нужно сделать сейчас, это произвести измерения!

    В следующих разделах вы проведете реальный эксперимент для проверки (или, возможно, не проверки!) Ваших теоретических расчетов.

    Процедура настройки переменного конденсатора (если лаборатория уже настроена, переходите к следующему разделу!)

    1. Поместите переменный конденсатор в середину лабораторного стола так, чтобы отметка 0 см находилась слева от вас. Не ставьте конденсатор слишком близко к краю стола!
    2. Разместите блок питания за конденсатором переменной емкости. Подключите блок питания, но не включайте его.
    3. Подключите красный и черный перемычки к красной и черной клеммам источника питания. Просто прикрепите зажим «крокодил» к отверстию и оставьте другой конец проводов свободным.
    4. Поместите электрометр слева от конденсатора.
    5. Присоедините плоские клеммы проводов электрометра к зажимным контактам на задней стороне каждой пластины конденсатора. Красный провод идет к правой пластине, черный — к левой пластине.
    6. Вставьте разъем BNC в электрометр.
    7. Разместите пластины на расстоянии не менее 1 мм.Белые бамперы предотвращают сближение пластин. Если пластины не параллельны друг другу, используйте регулировочные ручки в центре правой опоры, чтобы выровнять пластины. Левый край пластикового язычка, выступающий к шкале, должен быть совмещен с отметкой 1 мм.

    Сбор экспериментальных данных

    1. Убедитесь, что оборудование настроено правильно и полностью.
    2. Поверните все четыре регулятора на блоке питания против часовой стрелки до упора.
    3. Поверните крайнюю левую ручку (Fine Current) в положение на 12 часов (прямо вверх!)
    4. Включите источник питания. Дисплеи должны загореться.
    5. Используйте ручки Fine и Coarse Voltage (две крайние правые ручки), чтобы установить напряжение на 10,0 В.
    6. Установите пластины на минимальное значение
    7. Установите электрометр на шкалу 30 В.
    8. Нажмите кнопку питания на электрометре. Должен загореться светодиод 30 В.
    9. Нажмите кнопку нуля на электрометре. Это обнуляет счетчик и обеспечивает нулевое напряжение на пластинах относительно друг друга.
    10. На мгновение прикоснитесь к проводам от источника питания к пластинам, черный к левой пластине и красный к правой пластине.
    11. Электрометр должен показывать 12 В в этой точке (12 В — это первая маленькая отметка над «1» на нижней шкале. Если он не проверяет вашу настройку, попробуйте еще раз.Иногда вам нужно несколько раз прикоснуться проводами к пластинам, чтобы получить правильные показания 12 В.
    12. С этого момента вы должны быть осторожны, чтобы не прикасаться к пластинам. Прикоснувшись к ним, вы измените заряд в пластинах и испортите данные!
    13. Следите за электрометром, чтобы убедиться, что заряд сохраняется. Если вы видите падение напряжения более чем на вольт за 30 секунд, остановитесь и выясните, что не так, прежде чем продолжить.
    14. Переключите электрометр на настройку 100 В. Счетчик должен по-прежнему показывать 12 В, но по шкале 100 В.
    15. Осторожно раздвиньте пластины на расстояние 5 мм.
    16. Снимите показание электрометра и запишите его в таблицу под столбцом «Измеренное напряжение».
    17. Повторите два предыдущих шага для других расстояний между пластинами и запишите соответствующие данные.

    Разделение пластин

    (мм)

    Расчетная емкость
    (пФ)

    Расчетный сбор

    (пКл)

    Расчетное напряжение

    (В)

    Измеренное напряжение

    (В)

    1

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    Анализ данных:

    1. На миллиметровой бумаге постройте расчетную емкость по оси x (горизонтальная) в зависимости от напряжения на оси y (вертикальная). Разное

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *