DIY ESR mjerač. Postoji široka lista kvarova opreme, čiji je uzrok upravo elektrolitski. Glavni faktor u kvaru elektrolitskih kondenzatora je "isušivanje", poznato svim radio-amaterima, koje nastaje zbog lošeg brtvljenja kućišta. U ovom slučaju, njegova kapacitivna ili, drugim riječima, reaktancija raste kao rezultat smanjenja njegovog nominalnog kapaciteta.

Osim toga, tijekom rada u njemu se odvijaju elektrokemijske reakcije koje korodiraju spojne točke između vodova i ploča. Kontakt se pogoršava, na kraju stvara "otpor kontakta", koji ponekad doseže nekoliko desetina oma. To je potpuno isto ako je otpornik spojen serijski na radni kondenzator, a štoviše, ovaj otpornik je smješten unutar njega. Ovaj otpor se također naziva „ekvivalentni serijski otpor” ili ESR.

Postojanje serijskog otpora negativno utiče na rad elektronskih uređaja tako što narušava rad kondenzatora u kolu. Povećani ESR (oko 3...5 Ohma) ima izuzetno jak uticaj na performanse, što dovodi do spaljivanja skupih mikro kola i tranzistora.

Donja tabela prikazuje prosječne vrijednosti ESR (u miliomima) za nove kondenzatore različitih kapaciteta ovisno o naponu za koji su dizajnirani.

Nije tajna da reaktanca opada sa povećanjem frekvencije. Na primjer, na frekvenciji od 100 kHz i kapacitivnosti od 10 μF, kapacitivna komponenta neće biti veća od 0,2 Ohma. Prilikom mjerenja pada naizmjeničnog napona frekvencije od 100 kHz i više, možemo pretpostaviti da će s greškom u području od 10...20% rezultat mjerenja biti aktivni otpor kondenzatora. Stoga ga uopće nije teško sastaviti.

Opis ESR merača za kondenzatore

Na njemu je montiran generator impulsa frekvencije 120 kHz logičkih elemenata DD1.1 i DD1.2. Frekvencija generatora je određena RC krugom na elementima R1 i C1.

Za koordinaciju je uveden element DD1.3. Za povećanje snage impulsa iz generatora u kolo su uvedeni elementi DD1.4…DD1.6. Zatim signal prolazi kroz djelitelj napona preko otpornika R2 i R3 i ide do kondenzatora Cx koji se proučava. Jedinica za mjerenje naizmjeničnog napona sadrži diode VD1 i VD2 i multimetar kao mjerač napona, na primjer, M838. Multimetar se mora prebaciti u način mjerenja DC napon. ESR mjerač se podešava promjenom vrijednosti R2.

Mikrokrug DD1 - K561LN2 može se zamijeniti sa K1561LN2. Diode VD1 i VD2 su germanijumske, moguće je koristiti D9, GD507, D18.

Na njemu se nalaze radio komponente ESR merača koje možete sami napraviti. Strukturno, uređaj je napravljen u istom kućištu sa baterijom. Sonda X1 je napravljena u obliku šila i pričvršćena na tijelo uređaja, sonda X2 je žica dužine ne više od 10 cm s iglom na kraju. Testiranje kondenzatora je moguće direktno na ploči, nije ih potrebno odlemiti, što uvelike olakšava potragu za neispravnim kondenzatorom tokom popravka.

Podešavanje uređaja

1, 5, 10, 15, 25, 30, 40, 60, 70 i 80 oma.

Potrebno je spojiti otpornik od 1 Ohm na sonde X1 i X2 i rotirati R2 dok multimetar ne očita 1 mV. Zatim, umjesto 1 Ohma, spojite sljedeći otpornik (5 Ohma) i, bez promjene R2, snimite očitanje multimetra. Uradite isto sa preostalim otporima. Rezultat je tabela vrijednosti iz koje se može odrediti reaktancija.

Tehničari koji popravljaju radio opremu najčešće se susreću s kvarovima kondenzatora ili smanjenjem kapaciteta. Da biste saznali da li dio radi ili ne, potrebno je izmjeriti kapacitet kondenzatora. Za to postoje razni uređaji.

Dizajn i karakteristike kondenzatora

Kondenzator sadrži dvije metalne ploče između kojih je postavljen dielektrik. Za dielektrik se koriste vazduh, plastika, liskun, karton i keramički materijali.

U modernijim dijelovima umjesto metala koristi se folija koja se mota u rolne. Dakle, sa manjim dimenzijama kondenzatora, njegov kapacitet se može povećati.

Kondenzatori se klasificiraju prema dielektričnom materijalu, načinu ugradnje, obliku ploče itd. Prema polaritetu dijele se na:

• elektrolitski ili oksid, koji ima polaritet;
• nepolarni.

Elementi elektrolitičkog kondenzatora zahtijevaju obavezni polaritet kada su uključeni. Dielektrik u njima je oksidni sloj formiran na tantalnoj (aluminijskoj) anodi. Katoda je elektrolit u obliku tečnosti ili gela. Mjerenje kapacitivnosti kondenzatora ove vrste treba provesti uzimajući u obzir oznaku polova dijela.

Glavno svojstvo kondenzatora je akumulacija električni naboj, zbog čega se široko koristi u raznim filterima. Uz njegovu pomoć, možete prenositi signal između stupnjeva pojačanja, odvojenih visokih i niske frekvencije itd.

Parametri kondenzatora:

1. Kapacitet. Sposobnost akumulacije naboja, ovisno o površini ploča, udaljenosti između njih i prirodi materijala koji se koristi kao elektrolit. Mjereno u faradima;
2. Nazivni napon. Pokazuje pri kojem naponu je moguć dugotrajan i stabilan rad elementa. Ako je parametar prekoračen, može doći do kvara.

Mogući kvarovi kondenzatora

Postoji nekoliko vrsta kvarova kondenzatora koji utječu na rad električnog kruga:

• potpuni kvar (kratki spoj između ploča);
• kršenje vanjske nepropusnosti od mehaničko oštećenje;
• smanjenje kapaciteta;
• povećati unutrašnji otpor;
• smanjenje napona pri kojem dolazi do reverzibilnog sloma elementa.

U većini slučajeva, dijelovi otkazuju zbog dužeg rada u uvjetima pregrijavanja. Uvijek je važno osigurati optimalne temperaturne uslove za rad opreme.

Kako provjeriti ispravnost kondenzatora

U prvoj fazi morate izvršiti vizualni pregled dijela na mehanička oštećenja, deformacije tijela i promjene boje. Za elektrolitičke ćelije, ovo je oteklina u gornjem dijelu, koja može biti mala, ali primjetna u usporedbi s servisnim analozima. Često spolja dio izgleda normalno. Zatim da biste to provjerili trebat će vam posebni uređaji:

• multimetar s funkcijom mjerenja kapacitivnosti;
• poseban mjerač kapacitivnosti kondenzatora;
• LC meter;
• ESR uređaj.

Koristeći multimetar, ponekad je teško donijeti zaključak o kvaru, jer je kapacitet oštećenog kondenzatorskog elementa smanjen za vrlo male količine. Pomoću LC mjerača ili posebnih uređaja, njegova vrijednost se može preciznije odrediti. ESR instrumenti se koriste za mjerenje kapacitivnosti elektrolitskih kondenzatora. Štaviše, mjerenja se vrše bez lemljenja dijelova iz kola.

Ako ne postoji poseban uređaj, tada se kapacitivna mjerenja nepolarnih elemenata mogu izvršiti multimetrom koji mjeri otpor. U ovom slučaju, oni se odlemljuju sa ploče.

1. Postavite granicu na "200 kOhm" na skali multimetra. Granica skale varira u zavisnosti od nominalne vrednosti kapacitivnosti;
2. Ispraznite zalemljene kondenzatorske elemente, ako ih ima preostalo punjenje. Pražnjenje nastaje kratkim spojem njihovih terminala;
3. Povežite sonde uređaja na terminale kondenzatora i promatrajte njegova očitanja. Pokušajte ne dodirivati ​​kontaktni dio sondi rukama.

Vrijednost otpora koja se pojavljuje na ekranu će se postepeno povećavati, a zatim će se prikazati "1", što na digitalnom uređaju znači "beskonačnost". Kod kondenzatora sa niskim kapacitetom, proces promjene otpora je ubrzan tako da se ne može otkriti.

Bitan! Pravilno napunjen kondenzatorski element ima "beskonačan" otpor.

Ako je dio neispravan, odmah, bez prethodnog nagomilavanja, bit će vidljive vrijednosti "1", što ukazuje na prekid unutar dijela, ili "0" - unutrašnji kratki spoj. Uočava se glatko povećanje otpora zbog punjenja dijela iz baterije multimetra.

Stari analogni testeri se također mogu koristiti za mjerenje kapacitivnosti. U ovom slučaju se vrše zapažanja kretanja strelice. Trebalo bi odmah skrenuti udesno brzinom koja ovisi o kondenzatoru, nastavljajući svoje sporo kretanje do granica skale. Ako se ne trza ili odstupa i stane, to ukazuje na oštećenje. Istu stvar signalizira nagli skok do maksimalnih brojeva.

Bitan! Elementi kondenzatora kapaciteta do 0,25 μF mogu se testirati multimetrom. Za manje parametre, ispitivanje se vrši na LC mjeračima.

Mjerenje stvarnih vrijednosti kapacitivnosti

Koristeći gore opisanu metodu, nemoguće je odrediti kvantitativne kapacitivne vrijednosti; Koristeći instrumente koji mjere kapacitet u faradima, odmah se utvrđuje njegovo odstupanje od nominalnog parametra. Nulta vrijednost ukazuje na kvar, smanjena vrijednost također ukazuje na to da dio treba zamijeniti.

O vrijednosti kapacitivnosti može se indirektno suditi po stopi povećanja otpora u trenutku spajanja na multimetar. Što je niži, veći je kapacitet. Možete izračunati njegovu približnu vrijednost povezivanjem ispravnih kondenzatorskih elemenata s prethodno poznatim kapacitetom i mjerenjem vremena u sekundama tokom kojeg otpor doseže "beskonačnost". Zaključak se donosi na osnovu poređenja sa kondenzatorskim elementom koji se ispituje.

Na prednjoj ploči multimetra dizajniranog za kapacitivna mjerenja nalaze se posebni ulazni konektori CX, označeni "plus" i "minus". Umjesto toga, mogu biti prisutne obične sonde. Za mjerenja, kondenzatorski elementi se ubacuju u ove konektore uz obavezno poštivanje polariteta elektrolitskih dijelova. Oznake su prisutne i na samim kondenzatorima. Za nepolarne elemente to nije bitno. Granična vrijednost skale izmjerene kapacitivnosti mora se postaviti na osnovu parametara kondenzatora.

Bitan! Prije spajanja na uređaj, potrebno je ukloniti preostalo punjenje iz kondenzatora.

Merenje ESR

ESR je skraćenica za Equivalent Series Resistance, vrlo važan parametar za elektrolitski kondenzator. Kada se ovaj otpor poveća, struja punjenja se smanjuje, uzrokujući kvarove električni krug. Štaviše, izmjereni kapacitet tradicionalnim načinima, ne može ići dalje od norme. Efekat ekvivalentne otpornosti posebno je uočljiv u delovima kapaciteta većeg od 5 μF. Za stabilan rad, parametar ne bi trebao prelaziti 1 Ohm.

Prilikom provjere elemenata kondenzatora bez odlemljenja s ploče, takav uređaj daje preciznije rezultate. Pokušaji sličnog mjerenja parametara dijela multimetrom neće dati pouzdanu sliku. Pored kondenzatora nalaze se i drugi elementi: induktivnost, otpor itd., koji unose efekat izobličenja. Obično se indirektnim mjerenjima donosi zaključak o ispravnosti kondenzatorskog elementa ili se paralelno lemi drugi s identičnim karakteristikama. To je moguće samo u niskonaponskim krugovima.

Smanjenje probojnog napona kondenzatora

Radio amateri mogu naići na slučaj kada su sve karakteristike kondenzatora normalne kada se mjere multimetrom, ali kada rade u krugu, uočavaju se znakovi njegovog kvara. To se događa kada probojni napon padne ispod nominalne vrijednosti. Ako je dio dizajniran za napon od 25 V, a kvar se dogodi na 15 V, tada kada se mjeri multimetrom, kvar kondenzatorskog elementa neće biti otkriven, jer je kvar reverzibilan.

Da biste utvrdili takav kvar, morate koristiti izvor jednosmerna struja sa mogućnošću podešavanja nivoa napona. Spajanjem dijela na njega i postupnim povećanjem naponskog napona otkriva se prisustvo oštećenja, uočljivo naglim porastom struje sve dok se ne aktivira zaštitno isključivanje napajanja.

Mogu se izvršiti mjerenja kapacitivnosti Različiti putevi. Možete jednostavno otkriti neispravan element pomoću ohmmetra.

Video

Prije skoro dvije godine kupio sam digitalni mjerač kapaciteta i, moglo bi se reći, uzeo prvo na što sam naišao. Bio sam toliko umoran od nemogućnosti Mastech MY62 multimetra da izmjeri kapacitet kondenzatora većeg od 20 mikrofarada, a nije ispravno izmjerio manje od 100 pikofarada. Svidjele su mi se dvije stvari kod SM-7115A:

1. Mjeri cijeli traženi raspon
2. Kompaktan i praktičan

Plaćeno 750 rubalja. Iskreno sam vjerovao da nije vrijedan novca, a cijena je bila “naduvana” zbog potpunog nedostatka konkurentnih proizvoda. Zemlja porijekla je, naravno, Kina. Bojao se da će se „fibati“, štaviše, bio je siguran u to - ali uzalud.

Mjerač kapacitivnosti i žice do njega upakovani su u polietilen, svaki u svojoj ljusci i stavljeni u kutiju od debelog kartona, a slobodni prostor je ispunjen pjenastom plastikom. U kutiji su bile i upute za engleski jezik. Ukupne dimenzije uređaja su 135 x 72 x 36 mm, težina 180 grama. Boja karoserije je crna, prednja ploča ima lila nijansu. Poseduje indikator sa tečnim kristalima, devet mernih opsega, dve pozicije za isključenje, regulator podešavanja nule, 15 centimetara, žice različitih boja (crveno-crne), kojima je merni kondenzator povezan sa uređajem, završavajući aligatorskim kopčama, a utičnice na kućištu uređaja, za njihovo spajanje, označene su bojom odgovarajućeg polariteta, dodatno je moguće mjeriti i bez njih (što povećava preciznost), za koje postoje dvije izdužene utičnice koje su potpisane sa; simbol kondenzatora koji se mjeri. Koristi se 9-voltna baterija i postoji funkcija za automatsko označavanje njenog pražnjenja. Trocifreni indikator tečnih kristala +1 decimalno mesto, opseg merenja deklarisan od strane proizvođača je od 0,1 pF do 20000 μF, sa mogućnošću podešavanja opsega merenja od 0 do 200 pF, za postavljanje nule, unutar +/- 20 pF , vrijeme jednog mjerenja 2-3 sekunde.

Tabela dozvoljenih grešaka u mjerenjima, pojedinačno po opsegu. Obezbeđuje proizvođač.

Na zadnjoj polovini kućišta nalazi se integrisani stalak. Omogućava kompaktnije postavljanje mjerača na radno mjesto i poboljšava vidljivost zaslona s tekućim kristalima.

Odeljak za baterije je potpuno autonoman da biste promenili bateriju, samo pomerite njen poklopac u stranu. Pogodnost je neprimjetna kada postoji.

Da biste uklonili zadnji poklopac Dovoljno je odvrnuti jedan samorezni vijak na kućištu. Najmasovnija komponenta štampana ploča- 500 mA osigurač.

Rad mjernog uređaja zasniva se na metodi dvostruke integracije. Montira se na logičke brojače HEF4518BT - 2 kom., ključ HEF4066BT, decimalni brojač sa dekoderom HCF4017 i SMD tranzistori: J6 - 4 kom., M6 - 2 kom.

Odvrtanjem još šest šrafova možete vidjeti drugu stranu štampane ploče. Varijabilni otpornik koji se koristi za postavljanje na “0” je postavljen tako da se može lako zamijeniti ako je potrebno. Na lijevoj strani su kontakti za spajanje kondenzatora koji se mjeri, oni iznad su za direktnu vezu(bez žica).

Uređaj se ne postavlja odmah na nultu referentnu tačku, ali podešeno očitanje ostaje. Mnogo je lakše to učiniti ako su žice isključene.

Da se jasno pokaže razlika u preciznosti mjerenja kada Različiti putevi mjerenja (sa i bez žica) uzeo sam male kondenzatore sa fabričkim oznakama - 8,2 pF

Video pregled uređaja

Bez žica Sa žicama
№1 8 pF 7,3 pF
№2 7,6 pF 8,3 pF
br. 3 8,1 pF 9,3 pF

Sve je jasno mjerenja će sigurno biti preciznija bez žica, iako je odstupanje praktički unutar 1 pF. Također sam više puta mjerio kondenzatore na pločama - očitanja mjerenja ispravnih su sasvim adekvatna prema vrijednosti naznačenoj na njima. Bez previše izbirljivosti, možemo reći da je faktor kvaliteta mjerenja uređaja prilično visok.

Nedostaci uređaja

• nuliranje se ne vrši odmah,
• kontaktne oštrice, za mjerenje bez žica, nemaju elastičnost i ne vraćaju se u prvobitni položaj nakon otpuštanja,
• Mjerač nije opremljen spremnikom za kalibraciju.

zaključci

Generalno, zadovoljan sam uređajem. Dobro mjeri, kompaktan je (lako staje u džep), tako da na radio tržištu ne uzimam ono što mi daju, već ono što mi treba. Planiram da ga modifikujem kada budem imao vremena: zameniti potenciometar i kontakte za direktno merenje. Njegov dijagram, ili nešto slično, možete pronaći u odjeljku. Rekao je „kako jeste“, a vi sami možete odlučiti da li se isplati dodati takav uređaj u kućnu laboratoriju. Autor - Babay.

U ovom članku ćemo dati najviše puna uputstva, što će vam omogućiti da napravite mjerač kapaciteta kondenzatora vlastitim rukama, bez pomoći kvalificiranih majstora.

Nažalost, oprema često pokvari. Najčešće postoji jedan razlog - pojava elektrolitskog kondenzatora. Svi radio-amateri upoznati su s takozvanim "isušivanjem", do kojeg dolazi zbog kršenja nepropusnosti kućišta uređaja. Reaktancija se povećava zbog smanjenja nazivne kapacitivnosti.

Nadalje, tijekom rada počinju se javljati elektrohemijske reakcije, uništavaju terminalne spojeve. Kao rezultat toga, kontakti su prekinuti, formirajući kontaktni otpor koji ponekad iznosi desetine Ohma. Ista stvar će se dogoditi kada se otpornik spoji na radni kondenzator. Prisustvo ovog istog serijskog otpora će negativno uticati na rad elektronski uređaj, cijeli rad kondenzatora u kolu će biti izobličen.

Zbog jakog utjecaja otpora u rasponu od tri do pet oma, postaju neupotrebljivi pulsni izvori napajanje, jer skupi tranzistori i mikro krugovi izgaraju u njima. Ako su dijelovi provjereni tokom montaže uređaja, a prilikom instalacije nije bilo grešaka, onda neće biti problema s njegovim postavljanjem.

Usput, predlažemo da potražite novo lemilo na Aliexpressu - VEZA(odlicne kritike). Ili potražite neku opremu za lemljenje u trgovini VseInstrumenty.ru - link do sekcije sa lemilicama .

Šema, princip rada, uređaj

Ova shema se koristi pomoću operacioni pojačivač. Uređaj koji ćemo napraviti vlastitim rukama omogućit će nam mjerenje kapacitivnosti kondenzatora u rasponu od nekoliko pikofarada do jednog mikrofarada.

Hajde da razumemo dati dijagram:

• Podopsevi. Jedinica ima 6 „podopseva“, njihove gornje granice su 10, 100; 1000 pF, kao i 0,01, 0,1 i 1 µF. Kapacitivnost se mjeri pomoću mjerne mreže mikroampermetra.
• Svrha. Osnova rada uređaja je mjerenje naizmjenična struja, prolazi kroz kondenzator koji treba ispitati.
• DA 1 pojačalo sadrži generator impulsa. Oscilacije njihovog ponavljanja podložne su kapacitivnosti C 1-C 6 kondenzatora, kao i položaju prekidača "podešavajućeg" otpornika R 5. Frekvencija će biti promjenjiva od 100 Hz do 200 kHz. Određujemo za trim-otpornik R 1 srazmjeran model oscilacija na izlazu generatora.
• Diode prikazane na dijagramu, kao što su D 3 i D 6, otpornici (podešeni) R 7-R 11, mikroampermetar RA 1, čine sam mjerač naizmjenične struje. Unutar mikroampermetra otpor ne smije biti veći od 3 kOhm, tako da greška mjerenja ne prelazi deset posto u rasponu do 10 pF.
• Trimer otpornici R 7 - R 11 su povezani na druge podopsege paralelno sa P A 1. Željeni merni podopseg se podešava pomoću prekidača S A 1. Jedna kategorija kontakata prebacuje kondenzatore (podešavanje frekvencije) C 1 i C 6 u generatoru, drugi prebacuje otpornike u indikatoru.
• Da bi uređaj primao energiju, potreban mu je 2-polarni stabilizirani izvor (napon od 8 do 15 V). Vrijednosti kondenzatora za podešavanje frekvencije mogu varirati za 20%, ali oni sami moraju imati visoku vremensku i temperaturnu stabilnost.

Naravno, za običnog čovjeka koji ne razumije fiziku, sve ovo može izgledati komplicirano, ali morate razumjeti da za izradu mjerača kapaciteta kondenzatora vlastitim rukama morate imati određena znanja i vještine. Zatim, hajde da razgovaramo o tome kako postaviti uređaj.

Postavljanje mjernog uređaja

Da biste izvršili ispravno podešavanje, slijedite upute:

1. Prvo, simetrija oscilacija postiže se pomoću otpornika R 1. „Klizač“ otpornika R 5 je u sredini.
2. Sljedeći korak je povezivanje referentnog kondenzatora od 10 pf na terminale označene cx. Koristeći otpornik R 5, pomaknite iglu mikroampermetra na odgovarajuću skalu kapacitivnosti referentnog kondenzatora.
3. Zatim se provjerava oblik oscilacije na izlazu generatora. Kalibracija se vrši na svim podopsegovima ovdje se koriste otpornici R 7 i R 11.

Mehanizam uređaja može biti drugačiji. Parametri veličine ovise o vrsti mikroampermetra. Nema posebnih karakteristika prilikom rada sa uređajem.

Kreiranje različitih modela brojila

Model serije AVR

Takav mjerač možete napraviti na temelju promjenjivog tranzistora. Evo uputstava:

1. Odabiremo kontaktor;
2. Mjerimo izlazni napon;
3. negativni otpor u mjeraču kapacitivnosti nije veći od 45 ohma;
4. Ako je vodljivost 40 mikrona, tada će preopterećenje biti 4 Ampera;
5. Da biste poboljšali tačnost mjerenja, trebate koristiti komparatore;
6. Također postoji mišljenje da je bolje koristiti samo otvorene filtere, jer se ne boje impulsne buke u slučaju velikog opterećenja;
7. Također se preporučuje korištenje stabilizatora polova, ali samo komparatori mreže nisu prikladni za modifikaciju uređaja;

Prije nego što uključite mjerač kapacitivnosti, morate izmjeriti otpor, koji bi trebao biti približno 40 oma za dobro napravljene uređaje. Ali indikator se može razlikovati, ovisno o učestalosti modifikacija.

Modul baziran na PIC16F628A može biti podesivog tipa;

Bolje je ne instalirati filtere visoke provodljivosti;

Prije nego počnemo lemljenje, moramo provjeriti izlazni napon;

Ako je otpor previsok, promijenite tranzistor;

Koristimo komparatore za prevazilaženje impulsne buke;

Dodatno koristimo stabilizatore provodnika;

Prikaz može biti tekstualni, što je najlakše i najpovoljnije. Potrebno ih je instalirati kroz kanalne portove;

Zatim, koristeći tester, postavljamo modifikaciju;

Ako su vrijednosti kapacitivnosti kondenzatora previsoke, tada mijenjamo tranzistore niske vodljivosti.

Više o tome kako napraviti mjerač kapacitivnosti kondenzatora vlastitim rukama možete saznati iz donjeg videa.

Video uputstva

Kondenzator je element električnog kola koji se sastoji od provodljivih elektroda (ploča) odvojenih dielektrikom. Dizajniran da koristi svoj električni kapacitet. Kondenzator sa kapacitetom C, na koji je doveden napon U, akumulira naelektrisanje Q na jednoj strani i Q na drugoj strani. Kapacitet je ovdje u faradima, napon je u voltima, naboj je u kulonima. Kada struja od 1 A teče kroz kondenzator kapaciteta 1 F, napon se mijenja za 1 V u 1 s.

Jedan farad ima ogroman kapacitet, pa se obično koriste mikrofaradi (µF) ili pikofaradi (pF). 1F = 106 µF = 109 nF = 1012 pF. U praksi se koriste vrijednosti u rasponu od nekoliko pikofarada do desetina hiljada mikrofarada. Struja punjenja kondenzatora se razlikuje od struje kroz otpornik. To ne ovisi o veličini napona, već o brzini promjene potonjeg. Iz tog razloga, mjerenja kapacitivnosti zahtijevaju posebne dizajne kola prilagođenih karakteristikama kondenzatora.

Oznake na kondenzatorima

Najlakši način da se odredi vrijednost kapacitivnosti je oznakama na tijelu kondenzatora.

Elektrolitički (oksidni) polarni kondenzator kapaciteta 22000 µF, dizajniran za nazivni napon od 50 V DC. Postoji oznaka WV - radni napon. Oznaka nepolarnog kondenzatora mora ukazivati ​​na mogućnost rada u krugovima naizmjenične struje visokog napona(220 VAC).

Filmski kondenzator kapaciteta 330000 pF (0,33 µF). Vrijednost je u ovom slučaju određena posljednjom znamenkom trocifrenog broja, koja označava broj nula. Sljedeće slovo označava dozvoljenu grešku, ovdje - 5%. Treća znamenka može biti 8 ili 9. Tada se prve dvije množe sa 0,01 odnosno 0,1.

Kapacitivnosti do 100 pF označene su, uz rijetke izuzetke, odgovarajućim brojem. Ovo je dovoljno da se dobiju podaci o proizvodu, velika većina kondenzatora je označena na ovaj način. Proizvođač može smisliti svoje jedinstvene oznake, koje nije uvijek moguće dešifrirati. To se posebno odnosi na oznake boja domaćih proizvoda. Nemoguće je prepoznati kapacitet po izbrisanim oznakama u takvoj situaciji, ne možete bez mjerenja.

Proračuni pomoću elektrotehničkih formula

Najjednostavniji RC krug sastoji se od otpornika i kondenzatora spojenih paralelno.

Nakon izvođenja matematičkih transformacija (ovdje nisu date), određuju se svojstva kola, iz čega slijedi da ako se nabijeni kondenzator spoji na otpornik, on će se isprazniti kao što je prikazano na grafikonu.

Proizvod RC naziva se vremenska konstanta kola. Kada je R u omima, a C u faradima, proizvod RC odgovara sekundama. Za kapacitet od 1 μF i otpor od 1 kOhm, vremenska konstanta je 1 ms, ako je kondenzator napunjen na napon od 1 V, kada je spojen otpornik, struja u krugu će biti 1 mA. Prilikom punjenja, napon na kondenzatoru će dostići Vo u vremenu t ≥ RC. U praksi vrijedi sljedeće pravilo: u vremenu od 5 RC, kondenzator će biti napunjen ili ispražnjen za 99%. Na drugim vrijednostima, napon će se mijenjati eksponencijalno. Na 2,2 RC će biti 90%, na 3 RC će biti 95%. Ove informacije su dovoljne za izračunavanje kapaciteta pomoću jednostavnih uređaja.

Mjerni krug

Da biste odredili kapacitet nepoznatog kondenzatora, trebali biste ga uključiti u krug koji se sastoji od otpornika i izvora napajanja. Ulazni napon je odabran nešto niži od nazivnog napona kondenzatora, ako je nepoznat, biće dovoljno 10-12 volti. Potrebna vam je i štoperica. Da bi se eliminirao utjecaj unutrašnjeg otpora izvora napajanja na parametre kruga, na ulazu mora biti instaliran prekidač.

Otpor je odabran eksperimentalno, više radi praktičnosti mjerenja vremena, u većini slučajeva unutar pet do deset kilooma. Napon na kondenzatoru se prati voltmetrom. Vrijeme se računa od trenutka uključivanja napajanja - prilikom punjenja i gašenja, ako je pražnjenje kontrolirano. Uz poznate vrijednosti otpora i vremena, kapacitivnost se izračunava pomoću formule t = RC.

Pogodnije je računati vrijeme pražnjenja kondenzatora i označiti vrijednosti na 90% ili 95% početnog napona, u ovom slučaju se izračunavanje vrši pomoću formula 2,2t = 2,2RC i 3t = 3RC; . Na ovaj način možete saznati kapacitivnost elektrolitskih kondenzatora sa tačnošću koja je određena greškama mjerenja vremena, napona i otpora. Korištenje za keramiku i druge male kapacitete, korištenje transformatora od 50 Hz i izračunavanje kapacitivnosti, daje nepredvidivu grešku.

Merni instrumenti

Najpristupačnija metoda za mjerenje kapacitivnosti je široko korišteni multimetar sa ovom sposobnošću.

U većini slučajeva takvi uređaji imaju gornju granicu mjerenja od desetina mikrofarada, što je dovoljno za standardne primjene. Greška očitavanja ne prelazi 1% i proporcionalna je kapacitetu. Da biste provjerili, samo umetnite izvode kondenzatora u predviđene utičnice i očitajte očitanja, a cijeli proces traje minimalno. Ova funkcija nije prisutna u svim modelima multimetara, ali se često nalazi s različitim granicama mjerenja i metodama povezivanja kondenzatora. Da odredim više detaljne karakteristike kondenzator (tangenta gubitaka i drugi), koriste se i drugi uređaji, dizajnirani za određeni zadatak, a često su i stacionarni uređaji.

Mjerni krug uglavnom implementira metodu mosta. Koriste se ograničeno u posebnim profesionalnim oblastima i nisu u širokoj upotrebi.

Domaći C-metar

Ne uzimajući u obzir različita egzotična rješenja, poput balističkog galvanometra i mosnih krugova s ​​otpornikom, početnik radio-amater može napraviti jednostavan uređaj ili dodatak za multimetar. Široko korišteni čip serije 555 je sasvim prikladan za ove svrhe. Ovo je tajmer u realnom vremenu sa ugrađenim digitalnim komparatorom, koji se u ovom slučaju koristi kao generator.

Frekvencija pravokutnih impulsa se postavlja odabirom otpornika R1–R8 i kondenzatora C1, C2 pomoću prekidača SA1 i jednaka je: 25 kHz, 2,5 kHz, 250 Hz, 25 Hz - odgovara pozicijama prekidača 1, 2, 3 i 4–8 . Kondenzator Cx se puni brzinom ponavljanja impulsa kroz diodu VD1, do fiksnog napona. Pražnjenje se javlja tokom pauze kroz otpore R10, R12–R15. U tom trenutku se formira impuls s trajanjem ovisno o kapacitivnosti Cx (što je veći kapacitet, to je impuls duži). Nakon prolaska kroz integraciono kolo R11 C3, na izlazu se pojavljuje napon koji odgovara dužini impulsa i proporcionalan vrijednosti kapacitivnosti Cx. Ovdje je priključen multimetar (X 1) za mjerenje napona na granici od 200 mV. Položaji prekidača SA1 (počevši od prvog) odgovaraju granicama: 20 pF, 200 pF, 2 nF, 20 nF, 0,2 µF, 2 µF, 20 µF, 200 µF.

Podešavanje konstrukcije mora se izvršiti pomoću uređaja koji će se koristiti u budućnosti. Kondenzatori za podešavanje moraju biti odabrani s kapacitetom jednakim mjernim podopsegovima i što je preciznije moguće, greška će ovisiti o tome. Odabrani kondenzatori se spajaju jedan po jedan na X1. Prije svega, podešavaju se podopsezi od 20 pF-20 nF, za to se koriste odgovarajući otpornici za podrezivanje R1, R3, R5, R7 za postizanje odgovarajućih očitanja multimetra; serijski spojeni otpori. U drugim podopsegovima (0,2 µF–200 µF) kalibracija se vrši sa otpornicima R12–R15.

Prilikom odabira izvora napajanja treba uzeti u obzir da amplituda impulsa direktno ovisi o njegovoj stabilnosti. Integrirani stabilizatori serije 78xx ovdje su prilično primjenjivi. Krug troši struju od ne više od 20-30 miliampera, a filterski kondenzator kapaciteta 47-100 mikrofarada će biti dovoljan. Greška mjerenja, ako su ispunjeni svi uvjeti, može biti oko 5% u prvom i posljednjem podopsiju, zbog utjecaja kapacitivnosti same strukture i izlaznog otpora tajmera, ona se povećava na 20%. Ovo se mora uzeti u obzir kada radite na ekstremnim granicama.

Konstrukcija i detalji

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

Dioda VD1 - bilo koji impulsni filmski kondenzator male snage, sa malom strujom curenja. Mikrokrug je bilo koji od serije 555 (LM555, NE555 i drugi), ruski analog je KR1006VI1. Mjerač može biti gotovo svaki voltmetar sa visokom ulaznom impedancijom, koji je kalibriran za njega. Izvor napajanja mora imati izlaz od 5-15 volti pri struji od 0,1 A. Prikladni su stabilizatori sa fiksnim naponom: 7805, 7809, 7812, 78Lxx.

PCB opcija i raspored komponenti

Video na temu