Come determinare facilmente la capacità di un condensatore utilizzando gli strumenti disponibili

A volte quando acceso condensatore non vi è alcuna marcatura o nessuna fiducia nei parametri indicati sul suo caso, è necessario in qualche modo scoprire la capacità reale. Ma come farlo senza attrezzature speciali?

Naturalmente, se a portata di mano c'è un multimetro con la capacità di misurare la capacità o un C-meter con una gamma adeguata di misurazioni della capacità, allora il problema cessa di essere tale. Ma cosa fare se solo multimetro domestico semplice e un po 'di alimentazione, ma è necessario misurare la capacità di un condensatore qui e ora? In questo caso, verranno in soccorso le note leggi della fisica, che consentiranno di misurare la capacità con un sufficiente grado di precisione.

Innanzitutto, consideriamo un modo semplice per misurare la capacità di un condensatore elettrolitico utilizzando gli strumenti disponibili. Come sapete, quando si carica un condensatore da una sorgente di tensione costante attraverso un resistore, esiste un modello in base al quale la tensione sul condensatore si avvicinerà in modo esponenziale alla tensione della sorgente e nel limite, un giorno, alla fine lo raggiungerà.

Ma per non aspettare molto, puoi semplificare il tuo compito. È noto che per un tempo pari a 3 * RC, la tensione sul condensatore durante la carica raggiungerà il 95% della tensione applicata al circuito RC. Quindi, conoscendo la tensione dell'alimentatore, il valore della resistenza e armato con un cronometro, puoi facilmente misurare la costante di tempo, o meglio tre volte la costante di tempo per una maggiore precisione, e quindi calcolare la capacità del condensatore secondo la formula ben nota.

Ad esempio, considera l'esperimento di seguito. Diciamo che abbiamo condensatore elettrolitico, su cui esiste una sorta di marcatura, ma non ci fidiamo davvero, dal momento che il condensatore è rimasto a lungo nei contenitori e non si sa mai se si è asciugato, in generale, è necessario misurarne la capacità. Ad esempio, il condensatore dice 6800uf 50v, ma è necessario saperlo con certezza.

Passo numero 1. Prendiamo una resistenza da 10 kΩ, misuriamo la sua resistenza con un multimetro, perché inizialmente ci fideremo del nostro multimetro in questo esperimento. Ad esempio, abbiamo ottenuto una resistenza di 9840 Ohm.

Passo numero 2. Accendi l'alimentatore. Dato che ci fidiamo del multimetro piuttosto che calibrare la scala (se presente) dell'alimentatore, mettiamo il multimetro nella modalità di misurazione della tensione diretta e collegatelo ai terminali dell'alimentatore. Impostiamo la tensione dell'alimentatore su 12 volt, in modo che il multimetro mostri accuratamente 12,00 V. Se la tensione dell'alimentatore non è regolata, misurala e registrala.

Passo numero 3. Assembliamo una catena RC di un resistore e un condensatore, la cui capacità deve essere misurata. Mettiamo in corto circuito il condensatore in modo che possa essere facilmente ruotato.

Passo numero 4. Colleghiamo la catena RC all'alimentazione. Il condensatore è ancora in corto. Ancora una volta misuriamo la tensione fornita alla catena RC con un multimetro e fissiamo questo valore per la precisione sulla carta. Ad esempio, è rimasto 12,00 V, o lo stesso che era all'inizio.

Passo numero 5. Calcoliamo il 95% di questa tensione, ad esempio, se 12 volt, quindi il 95% è 11,4 volt. Ora sappiamo che in un tempo pari a 3 * RC, il condensatore si carica fino a 11,4 V.

Passo numero 6. Prendiamo un cronometro tra le mani e apriamo il condensatore, iniziamo il conto alla rovescia allo stesso tempo. Fissiamo il tempo durante il quale la tensione attraverso il condensatore raggiunge 11,4 V, questo sarà 3 * RC.

Passo numero 7. Facciamo calcoli. Il tempo risultante in secondi è diviso per la resistenza del resistore in ohm e per 3. Otteniamo il valore della capacità del condensatore in farad.

Ad esempio: il tempo è risultato 220 secondi (3 minuti e 40 secondi). Dividi 220 per 3 e per 9840, otteniamo la capacità in farad. Nel nostro esempio, si è scoperto che 0,007452 F, ovvero 7452 microfarad, e 6800 microfarad sono scritti sul condensatore.Pertanto, la deviazione accettabile del 20% rientrava nella deviazione di capacità, poiché ammontava a circa il 9,6%.

Ma che dire condensatori non polari piccole capacità? Se il condensatore è in ceramica o polipropilene, la corrente alternata e la conoscenza della capacità aiuteranno qui.

Ad esempio, esiste un condensatore, la sua capacità è presumibilmente di diverse nanofarad ed è noto che può funzionare in un circuito CA. Per eseguire le misurazioni, sarà necessario un trasformatore di rete con un avvolgimento secondario, ad esempio 12 volt, un multimetro e la stessa resistenza da 10 kΩ.

Passo numero 1. Montiamo il circuito RC e lo colleghiamo all'avvolgimento secondario del trasformatore. Quindi accendiamo il trasformatore nella rete.

Passo numero 2. Misuriamo la tensione alternata sul condensatore con un multimetro, quindi sulla resistenza.

Passo numero 3. Facciamo calcoli. Innanzitutto, calcoliamo la corrente attraverso il resistore, - dividiamo la tensione attraverso di essa per il valore della sua resistenza. Poiché il circuito è seriale, la corrente alternata attraverso il condensatore ha esattamente lo stesso valore. Dividiamo la tensione attraverso il condensatore per la corrente attraverso il resistore (la corrente attraverso il condensatore è la stessa), otteniamo il valore della capacità Xc. Conoscendo la capacità e la frequenza corrente (50 Hz), calcoliamo la capacità del nostro condensatore.

Ad esempio: sul resistore 7 volt e sul condensatore 5 volt. Abbiamo calcolato che la corrente attraverso il resistore in questo caso è 700 μA, e quindi attraverso il condensatore, è la stessa. Quindi la capacità del condensatore a una frequenza di 50 Hz è 5 / 0,0007 = 7142,8 Ohm. Capacità Xc = 1 / 6.28fC, quindi C = 445 nF, ovvero 470 nF nominali.

I metodi qui descritti sono molto rozzi, quindi puoi usarli solo quando semplicemente non ci sono altre opzioni. In altri casi, è meglio usare strumenti di misurazione speciali.

Vedi anche: Come usare un multimetro

Comments

[#1 Michael]

Semplici principi ti consentono di risolvere i problemi di tutti i giorni senza dover acquistare costosi elettrodomestici.

[#2 Eugene]

Propongo di prendere misure non con una carica, ma con una scarica di condensatore.
Il fatto è che se il condensatore è scarso (con una corrente di dispersione aumentata), durante la parte di carica dell'energia utile verrà speso per compensare le correnti di dispersione. E misuriamo la capacità molto più reale. Grazie!

[#3 Anna]

Sul condensatore sono scritti 10 microfarad, è nel circuito, misura la sua capacità, il multimetro mostra 15 microfarad! È normale che le letture siano sopravvalutate, perché di solito erano un po 'sottovalutati prima?