Прибор для определения емкости конденсатора: Как называется прибор для измерения емкости конденсаторов? — Спрашивалка

Содержание

Прибор для определения емкости конденсатора

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.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как проверить конденсатор мультиметром и измерить его емкость

Как измерить емкость конденсатора своими руками


Одной из самых частых причин выхода радиоэлектронной аппаратуры из строя или ухудшения ее параметров является изменение свойств электролитических конденсаторов. Иногда при ремонте аппаратуры особенно произведенной в бывшем СССР , изготовленной с применением некоторых типов электролитических конденсаторов например, K Все это приходится делать из-за того, что свойства материалов, входящих в электролитический именно электролитический, так как в составе используется электролит конденсатор, под электрическим, атмосферным, тепловым воздействиями со временем изменяются.

Вашему вниманию предлагается схема и пример конструкции измерителя емкости электролитических конденсаторов с тестом их на утечку.

Сразу оговорюсь — оригинальная идея схемы не моя, а разработана [1], мною была исправлена одна ошибка, добавлена встроенная калибровка и тест на утечку конденсатора, разработан вариант конструкции и произведено изготовление с настройкой, испытаниями. Прекрасные результаты работы прибора заставили меня поделиться информацией с Вами. Схема представлена на рис. В исходном положении испытуемый конденсатор Сх или калибровочный С1 при включенном тумблере SA2 разряжен через R1.

Измерительный конденсатор, на котором не на испытуемом непосредственно измеряется напряжение, пропорциональное емкости испытуемого Сх, разряжен через контакты SA1. При этом зарядный ток Сх С1 проходит через светодиод VD1, чья яркость свечения позволяет судить о токе утечки сопротивлении, шунтирующем конденсатор в конце заряда конденсатора.

VD2, VD3 используются для предотвращения разряда измерительного конденсатора через источник напряжения питания и стабилизатор тока соответственно.

После заряда Сх С1 до уровня, определяемого R12, R13 в данном случае до уровня примерно половины напряжения источника питания , компаратор DA1 отключает источник тока, синхронный с Сх С1 заряд С2 прекращается и напряжение с него, пропорциональное емкости испытуемого Сх С1 индицируется микроамперметром PA1 две шкалы со значениями кратными 3 и 10, хотя можно настроить на любую шкалу через повторитель напряжения DA2 с высоким входным сопротивлением, что также обеспечивает долгое сохранение заряда на С2.

При настройке положение калибровочного переменного резистора R17 фиксируется в каким-либо положении например, в среднем. Подключая эталонные конденсаторы с точно известными значениями емкости в соответствующем диапазоне, резисторами R2, R4, R6-R11 производится калибровка измерителя — подбирается такой ток заряда, чтобы эталонные значения емкостей соответствовали определенным значениям на выбранной шкале.

После калибровки один из эталонных конденсаторов становится калибровочным С1. Теперь при изменении напряжения питания изменения температуры окружающей среды, например при сильном охлаждении готового отлаженного прибора на морозе показания емкости у меня получались заниженными процентов на 5 или просто для контроля точности измерений достаточно подключить С1 тумблером SA2 и, нажав SA1, калибровочным резистором R17 произвести подстройку PA1 на выбранное значение емкости С1.

Перед началом изготовления прибора необходимо выбрать микроамперметр с подходящей шкалой -ами , габаритами и током максимального отклонения стрелки, но ток может быть любым порядка десятков, сотен микроампер благодаря возможности настройки и калибровки прибора.

Плата была разработана с учетом того, что она будет крепиться непосредственно на микроамперметре при помощи гаек на его выводах, рис. Такое решение обеспечивает и механическую, и электрическую целостность конструкции. Прибор размещается в подходящий по габаритам корпус, достаточный для размещения также кроме микроамперметра и платы :. SA1, SA2, SA3, R17, VD1 закрепляются на верхней крышке панели прибора и располагаются над платой батарея укрепляется при помощи проволочного каркаса прямо на плате , но соединяются с платой проводами, а все остальные радиоэлементы схемы располагаются на плате и под микроамперметром непосредственно тоже и соединяются печатным монтажом.

Отдельного выключателя питания я не предусматривал да и в выбранный корпус он бы уже не поместился , совместив его с проводами для подключения испытуемого конденсатора Сх в разъеме типа СГ5. К проводам Сх параллельно неплохо приладить разъем колодку какой-либо конструкции для подключения отдельных отпаянных конденсаторов.

При работе с прибором нужно быть внимательным с полярностью подключения электролитических полярных конденсаторов. Неполярные неэлектролитические конденсаторы имеют очень малый ток утечки, что и видно по очень быстрому и полному гашению светодиода.

Таким образом можно по свечению светодиода определять полярность электролитических конденсаторов: при том подключении, когда ток утечки меньше светодиод менее ярок — полярность конденсатора соответствует полярности прибора.

Для большей точности показаний любое измерение следует повторять не менее 2-х раз, так как в первый раз часть тока заряда идет на создание оксидного слоя конденсатора, то есть показания емкости чуть-чуть занижены. Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел. Для добавления Вашей сборки необходима регистрация. Оставить комментарий. Обнаружен блокировщик рекламы. Сайт Паяльник существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений.

Как это сделать? Главная Измерения. Призовой фонд на октябрь г. Тестер компонентов LCR-T4. Лазерный модуль нм 5мВт. Raspberry Pi 2. Измеритель обладает следующими качественными и количественными характеристиками : 1 измерение емкости на 8 поддиапазонах : Суть прибора — измерение напряжения на выходе дифференцирующей цепи, рис.

Настройка При настройке положение калибровочного переменного резистора R17 фиксируется в каким-либо положении например, в среднем. В моей схеме точные значения зарядных сопротивлений при напряжении питания 9 В составили: Диапазон. Вознаградить Я собрал 0 0 x.

Оценить Сбросить. Комментарии 4 Я собрал 0 Подписаться OK. Эдуард Эндрю Не понятно, а как же узнать ёмкость испытуемого конденсатора? Как градуировать шкалу микроамперметра в фарадах? Или как узнать ёмкость по показаниям микроамперметра? Чем можно заменить ЭА? Так как этот раритет сейчас трудно найти RON В схеме допущена ошибка: нижний вывод резистора R1 необходимо завести на контакт 3 переключателя SA2, отключив его от общей шины резисторов R2 -R11, поскольку заряжаться через светодиод проверяемый конденсатор будет, а вот разряжаться нет.

То есть один раз его проверить можно, а второй раз для верности не получится, так как несмотря на установку тумблера SA1 в нижнее положение конденсатор останется заряженным. Для разрядки контрольной емкости С1 я использовал сводную группу тумблера SA2, которая разряжает его в положении «Измерение». Ну, можно и кнопку параллельно светодиоду поставить для разрядки емкостей. А так прибор вполне нормально работает.

Добавить комментарий. В чем измеряется электрическое сопротивление? Для выбора нескольких файлов использйте CTRL. Я согласен с правилами публикации комментариев Оставить комментарий. Тестер ESR, полупроводников, резисторов, индуктивностей. Поиск в Utsource. В блокнот. Добавить все.


Измеритель емкости конденсаторов

На микросхеме таймере серии можно собрать простой и точный измерительный прибор. Если известны номиналы сопротивлений и конденсаторов, то частоту генератора на ИМС можно вычислить по формуле:. При проведении измерений устройство необходимо перевести в режим измерения длительности и руководствоваться следующими номиналами резисторов и конденсаторов:. Схематично, в виде блоков прибор показан на первом рисунке ниже. Измеритель состоит из трех блоков. Первый — предназначен для определения номинала емкостей емкостей от 0,5 до мкФ, второй — соответственно от 1 пФ до 0,5 мкФ, третий — источник питания.

Измеритель ёмкости — это прибор для измерения электрической ёмкости, в основном применяется для измерения ёмкости дискретных конденсаторов.

Несколько способов измерить емкость конденсатора мультиметром

При ремонте или радиоконструировании часто приходится сталкиваться с таким элементом, как конденсатор. Его главной характеристикой является ёмкость. Из-за особенностей устройства и режимов работы выход из строя электролитов становится одной из основных причин неисправностей радиоаппаратуры. Для определения ёмкости элемента используются разные приборы для проверки. Их несложно приобрести в магазине, а можно изготовить и самому. Конденсатор — электрический элемент, служащий для накопления заряда или энергии. Конструктивно радиоэлемент представляет собой две пластины, выполненные из токопроводящего материала, между которыми располагается слой диэлектрика.

Измерения емкости конденсаторов схемы приборов и описание их работы

Старомарьевка, Ставропольский кр. Измерение ёмкости и индуктивности Лабораторные работы. В этом случае показания прибора умножайте на Определив Х С , воспользуйтесь формулой и определите ёмкость c конденсатора.

Мультиметр — функциональный прибор, совмещающий в себе функции сразу трех измерительных устройств — омметра, вольтметра и амперметра. Универсальный тестер используют для замеров напряжения, силы тока и сопротивления на участках цепи.

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ

Электрические цепи, состоящие из проводников и полупроводников, включают в себя элементы, позволяющие накапливать заряды и отдавать их в нужный момент. Из-за этой особенности такие элементы изначально стали называть ёмкостью. Название пришло со времён, когда электричество считали жидкостью, а её накопитель — сосудом. Это не совсем удачное определение применяется до сих пор, хотя сам элемент называется конденсатор. Конструкция конденсатора представляет собой две токопроводящие пластины, разделённые диэлектриком.

Способы определения емкости конденсатора

Мастера, ремонтирующие радиоаппаратуру, чаще всего сталкиваются с пробоем конденсаторов либо со снижением емкости. Чтобы узнать, исправна деталь или нет, надо измерить емкость конденсатора. Для этого существуют различные приборы. Конденсатор содержит две обкладки из металла, между которыми помещается диэлектрик. Для диэлектрика используются воздух, пластик, слюда, картон, керамические материалы. В более современных деталях вместо металла применяется фольга, которую сворачивают в рулоны.

1 Схема прибора для измерения емкости конденсаторов: Емкость конденсаторов до пФ можно определить простейшим.

Прибор для измерения емкости конденсаторов своими руками

Как известно, функция измерения емкости присутствует у многих моделей мультиметров. Но как правило, у таких мультиметров довольно низкая точность измерения, собственно как и диапазон измерения. Для точного измерения емкости конденсаторов в довольно широком диапазоне, создают специальные измерительные приборы.

Одной из самых частых причин выхода радиоэлектронной аппаратуры из строя или ухудшения ее параметров является изменение свойств электролитических конденсаторов. Иногда при ремонте аппаратуры особенно произведенной в бывшем СССР , изготовленной с применением некоторых типов электролитических конденсаторов например, K Все это приходится делать из-за того, что свойства материалов, входящих в электролитический именно электролитический, так как в составе используется электролит конденсатор, под электрическим, атмосферным, тепловым воздействиями со временем изменяются. Вашему вниманию предлагается схема и пример конструкции измерителя емкости электролитических конденсаторов с тестом их на утечку.

После того, как контакты закоротили, можно осуществлять определение сопротивления. Если элемент исправлен, то сразу после подключения он начнет заряжаться постоянным током.

Одной из самых частых причин выхода радиоэлектронной аппаратуры из строя или ухудшения ее параметров является изменение свойств электролитических конденсаторов. Иногда при ремонте аппаратуры особенно произведенной в бывшем СССР , изготовленной с применением некоторых типов электролитических конденсаторов например, K Все это приходится делать из-за того, что свойства материалов, входящих в электролитический именно электролитический, так как в составе используется электролит конденсатор, под электрическим, атмосферным, тепловым воздействиями со временем изменяются. Вашему вниманию предлагается схема и пример конструкции измерителя емкости электролитических конденсаторов с тестом их на утечку. Сразу оговорюсь — оригинальная идея схемы не моя, а разработана [1], мною была исправлена одна ошибка, добавлена встроенная калибровка и тест на утечку конденсатора, разработан вариант конструкции и произведено изготовление с настройкой, испытаниями. Прекрасные результаты работы прибора заставили меня поделиться информацией с Вами.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео.


Прибор для измерения емкостей без выпайки из схем

   Измерение величины емкости конденсатора без выпайки из схемы — это 50% успеха при ремонте и настройке электронных устройств. В журнале «Радио» подобные схемы стали появляться в конце 80 годов. Были повторены и модернизированы ряд схем. В результате появилась предлагаемая схема прибора для измерения емкостей (1000 пФ до 10000 мкФ) на старой элементной базе (у кого есть возможность применить современные счетверенные ОУ на полевых транзисторах, с потреблением на корпус 1 мА — применяйте). Ставилась задача создать прибор на недорогой старой элементной базе, простой в регулировке и настройке, имеющий время автономной работы на аккумуляторах 5 дней в неделю по 8 часов (применены самые дешевые и распространенные аккумуляторы Д — 0,26 Д) и работающий на любой мультиметр. Рассмотрим кратко схему прибора (рекомендуется в начале прочитать статью в «Радио» №4 1998г В. Васильев «Измеритель емкости конденсаторов» так как нет смысла полностью описывать, как работает прибор. Внешних отличий два — применены электронные ключи, для уменьшения габаритов прибора, стабилизированный преобразователь напряжения со схемой контроля разряда аккумуляторов и автоматического выключения прибора).

   Прибор для измерения емкостей питается от 3 аккумуляторов. Заряд аккумуляторов осуществляется от блока питания с напряжением 6…12В, подключаемого к гнезду XS1. Аккумуляторы заряжаются постоянным током, его величина устанавливается резистором R2. Контроль за разрядом аккумуляторов до 2,7 — 2,5В осуществляет схема на триггере VT4 и VT5. Величину опорного напряжения изменяют резистором R8 (падение напряжения на зеленом светодиоде примерно 2,5В, допустимо использовать 5 диодов включенных последовательно).

   Преобразователь напряжения собран на транзисторах VT2 и VT3. Выходное напряжение стабилизированное ±7±0,5В (VD1), преобразователь работает при входном напряжении от 1,8В до 5В. Трансформатор Т1 намотан на стандартном каркасе для ферритового сердечника М2000 Ш4?4, допустимо использовать любой подходящий малогабаритный ферритовый трансформатор. Диаметр провода — 0,1 мм, число витков 1 обмотки — 15 витков, 2 и 3 обмоток — 35 витков. Диаметр провода не критичен, можно взять и 0,2 мм, число витков тоже не критично — в 1 обмотке допустимо 10 — 20 витков, во вторичных обмотках в два раза больше.

Схему прибора можно скачать здесь.

   Учитывая, что максимальная частота работы ОУ составляет 1 кГц за основу были взяты ОУ 140УД12 (для уменьшения габаритов прибора применен его счетверенный аналог 1401УД3). Единственно на что следует обратить внимание — амплитуда колебаний на выходе генератора должна быть одинаковой на всех частотах, иначе увеличивают ток программирования ОУ (R11 и R18). Измерительный ОУ был выбран 140УД14 — малое потребление и достаточно большое входное сопротивление. Хотя на пределе измерения 1000пФ оно маловато (скорректировано увеличением номинала резистора R43 до 12 МОм, а не 10МОм). Коррекция нуля показаний прибора на пределе измерения 1000пФ осуществляется R35 (убирается паразитная входная емкость прибора с измерительными щупами (C17 3 пикофарады!), желательно вывести под шлиц для оперативной подстройки). Применена нестандартная частотная коррекция ОУ 140УД14 (главное убрать звон на фронтах, все-таки это дифференциатор склонный к самовозбуждению).

   В схеме используется электронный переключатель пределов измерения, позволяющий резко сократить габариты прибора. Переключатель SA2 переключает диапазоны измерения с помощью ключей в микросхемах DD1 и DD2 (от 1000пФ в положении 1 до 10000мкФ в положении 8).

Рис. 1

   Прибор калибруют своим подстроечным резистором на каждом пределе измерения по эталонным емкостям, что резко упрощает настройку прибора. На пределе 1000пФ — R37 на пределе 0,01мкФ — R38, на пределе 0,01мкФ — R39, на пределе 1мкФ — R40, на пределах (10мкФ — 10000мкФ) — (R23 — R26).

   Далее описание работы прибора аналогично описанию схемы в «Радио» №4 1998г В. Васильев «Измеритель емкости конденсаторов»… . Единственно в данной схеме в генераторе ошибка — в ОУ DA 1.2 необходимо поменять местами прямой и инверсный входы ОУ иначе генератор не заработает. Схемы обзора в прикрепленных файлах. На фотографиях в конце статьи 1-я и 3-я модификации прибора автора.

   Первая модификация прибора создана в начале 2000 г., применен микроамперметр на 100мкА и аккумуляторная батарея 7 D — 0,0125D.

Рис. 2

   Третья модификация прибора описанная в данной статье (2001 год)

   Автор: Сучинский Александр

Способы определения емкости конденсатора

Как измерить емкость конденсатора своими руками

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

Емкость конденсаторов: определение, формулы, примеры.

Конденсатор – это совокупность двух любых проводников, заряды которых одинаковы по значению и противоположны по знаку.

Его конфигурация говорит о том, что поле, созданное зарядами, локализовано между обкладками. Тогда можно записать формулу электроемкости конденсатора:

C = q φ 1 – φ 2 = q U .

Значением φ 1 – φ 2 = U обозначают разность потенциалов, называемую напряжением, то есть U . По определению емкость положительна. Она зависит только от размерностей обкладок конденсатора их взаиморасположения и диэлектрика. Ее форма и место должны минимизировать воздействие внешнего поля на внутреннее. Силовые линии конденсатора начинаются на проводнике с положительным зарядом, а заканчиваются с отрицательным. Конденсатор может являться проводником, помещенным в полость, окруженным замкнутой оболочкой.

Выделяют три большие группы: плоские, сферические, цилиндрические. Чтобы найти емкость, необходимо обратиться к определению напряжения конденсатора с известными значениями зарядов на обкладках.

Плоский конденсатор

Плоский конденсатор – это две противоположно заряженные пластины, которые разделены тонким слоем диэлектрика, как показано на рисунке 1 .

Формула для расчета электроемкости записывается как

C = ε ε 0 S d , где S является площадью обкладки, d – расстоянием между ними, ε – диэлектрической проницаемостью вещества. Меньшее значение d способствует большему совпадению расчетной емкости конденсатора с реальной.

При известной электроемкости конденсатора, заполненного N слоями диэлектрика, толщина слоя с номером i равняется d i , вычисление диэлектрической проницаемости этого слоя ε i выполняется, исходя из формулы:

C = ε 0 S d 1 ε 1 + d 2 ε 2 + . . . + d N ε N .

Сферический конденсатор

Когда проводник имеет форму шара или сферы, тогда внешняя замкнутая оболочка является концентрической сферой, это означает, что конденсатор сферический.

Он состоит из двух концентрических проводящих сферических поверхностей с пространством между обкладками, заполненным диэлектриком, как показано на рисунке 2 . Емкость рассчитывается по формуле:

C = 4 π ε ε 0 R 1 R 2 R 2 – R 1 , где R 1 и R 2 являются радиусами обкладок.

Цилиндрический конденсатор

Емкость цилиндрического конденсатора равняется:

C = 2 πεε 0 l ln R 2 R 1 , где l – высота цилиндров, R 1 и R 2 – радиусы обкладок. Данный вид конденсатора имеет две соосные поверхности проводящих цилиндрических поверхности, как показано на рисунке 3 .

Важной характеристикой конденсаторов считается пробивное напряжение – напряжение, при котором происходит электрический разряд через слой диэлектрика.

U m a x находится от зависимости от толщины слоя и свойств диэлектрика, конфигурации конденсатора.

Электроемкость плоского конденсатора. Формулы

Кроме отдельных конденсаторов используются их соединения. Наличие параллельного соединения конденсаторов применяют для увеличения его емкости. Тогда поиск результирующей емкости соединения сводится к записи суммы C i , где C i – это емкость конденсатора с номером i :

При последовательном соединении конденсаторов суммарная емкость соединения всегда будет по значению меньше, чем минимальная любого конденсатора, входящего в систему. Для расчета результирующей емкости следует сложить величины, обратные к емкостям отдельных конденсаторов:

Произвести вычисление емкости плоского конденсатора при известной площади обкладок
1 с м 2 с расстоянием между ними 1 м м . Пространство между обкладками находится в вакууме.

Решение

Чтобы рассчитать электроемкость конденсатора, применяется формула:

ε = 1 , ε 0 = 8 , 85 · 10 – 12 Ф м ; S = 1 с м 2 = 10 – 4 м 2 ; d = 1 м м = 10 – 3 м .

Подставим числовые выражения и вычислим:

C = 8 , 85 · 10 – 12 · 10 – 4 10 – 3 = 8 , 85 · 10 – 13 ( Ф ) .

Ответ: C ≈ 0 , 9 п Ф .

Найти напряженность электростатического поля у сферического конденсатора на расстоянии x = 1 с м = 10 – 2 м от поверхности внутренней обкладки при внутреннем радиусе обкладки, равном R 1 = 1 с м = 10 – 2 м , внешнем – R 2 = 3 с м = 3 · 10 – 2 м . Значение напряжения – 10 3 В .

Решение

Производящая заряженная сфера создает напряженность поля. Его значение вычисляется по формуле:

E = 1 4 π ε ε 0 q r 2 , где q обозначают заряд внутренней сферы, r = R 1 + x – расстояние от центра сферы.

Нахождение заряда предполагает применение определения емкости конденсатора С:

Для сферического конденсатора предусмотрена формула вида

C = 4 π ε ε 0 R 1 R 2 R 2 – R 1 с радиусами обкладок R 1 и R 2 .

Производим подстановку выражений для получения искомой напряженности:

E = 1 4 πεε 0 U ( x + R 1 ) 2 4 πεε 0 R 1 R 2 R 2 – R 1 = U ( x + R 1 ) 2 R 1 R 2 R 2 – R 1 .

Данные представлены в системе С И , поэтому достаточно заменить буквы числовыми выражениями:

E = 10 3 ( 1 + 1 ) 2 · 10 – 4 · 10 – 2 · 3 · 10 – 2 3 · 10 – 2 – 10 – 2 = 3 · 10 – 1 8 · 10 – 6 = 3 , 45 · 10 4 В м .

Ответ: E = 3 , 45 · 10 4 В м .

Как определить емкость конденсатора?

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 = UR / 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: r4 / Cx = r2 / C.

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; 10 1 = 10; 10 2 = 100 и т. д. до 10 6 .

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

  • 256 обозначает: 25× 10 5 = 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 × 10 3 = 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.

Как измерить ёмкость конденсатора 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.

Способы определения емкости конденсатора

Использование режима «Cx»

После того, как контакты закоротили, можно осуществлять определение сопротивления. Если элемент исправлен, то сразу после подключения он начнет заряжаться постоянным током. В этом случае сопротивление отобразиться минимальное и будет продолжать расти.

В случае если конденсатор неисправен, то мультиметр будет сразу указывать бесконечность или будет указывать нулевое сопротивление и при этом пищать. Такая проверка осуществляется, если конструкция полярная.

Для того чтобы узнать емкость необходимо иметь мультиметр с функцией измерения параметра «Сх».

Определить емкость с помощью такого мультиметра просто: установить его в режим «Сх» и указать минимальный предел измерения, которым должен обладать данный конденсатор. В таких мультиметрах есть специальные гнезда с определенными пределами измерения. В эти гнезда вставляется конденсатор согласно его пределу измерения и происходит определение его параметров.

Если в тестере таких гнезд нет, то определить емкость можно с помощью измерительных щупов, как показано на фото ниже:

Важно! В отдельной статье мы рассказывали о том, как проверить исправность конденсатора. Рекомендуем также ознакомиться с этим материалом!

Применение формул

Что делать, если под рукой нет такого мультиметра с гнездами измерения, а есть только обычный бытовой прибор? В таком случае необходимо вспомнить законы физики, которые помогут определить емкость.

Для начала вспомним, что в случае, когда конденсатор заряжается от источника неизменного напряжения через резистор, то существует закономерность, согласно которой напряжение на устройстве будет подходить к напряжению источника и в конечном итоге сравняется с ним.

Но для того чтобы этого не ожидать, можно процесс упростить. Например, за определенное время, которое равняется 3*RC, во время заряжения элемент достигает напряжения 95% примененного к RC цепи. Таким образом, по току и напряжению можно определить константу времени. А правильнее, если знать вольтаж в блоке питания, номинал самого резистора, происходит определение постоянной времени, а затем и емкости устройства.

Например, есть электролитический конденсатор, узнать емкость которого можно по маркировке, где прописывается 6800 мкф 50в. Но что если устройство давно лежало без дела, а по надписи сложно определить его рабочее состояние? В этом случае лучше проверить его емкость, чтобы знать наверняка.

Для этого необходимо выполнить следующее:

  1. С помощью мультиметра измерить сопротивление резистора в 10 кОм. Например, оно получилось равно 9880 Ом.
  2. Подключаем блок питания. Мультиметр переводим в режим замера постоянного напряжения. Затем подключаем его к блоку питания (через его выводы). После этого в блоке устанавливается 12 вольт (на мультиметре должна появиться цифра 12,00 В). Если же не удалось отрегулировать напряжение в блоке питание, то тогда записываем те результаты, которые получились.
  3. С помощью конденсатора и резистора собираем электрическую RC-цепь. На схеме ниже указана простая RC-цепочка:
  4. Закоротить конденсатор и подключить цепь к питанию. С помощью прибора еще раз определить напряжение, которое подается на цепь, и записать это значение.
  5. Затем необходимо высчитать 95% от полученного значения. К примеру, если это 12 Вольт, то это будет 11,4 В. То есть, за определенное время, которое равняется 3*RC, конденсатор получит напряжение в 11,4 В. Формула выглядит следующим образом:
  6. Осталось определить время. Для этого устройство раскорачиваем и с помощью секундомера производим отсчет. Определение 3*RC будет вычисляться таким образом: как только напряжение на устройстве будет равно 11,4 В, то это и будет означать нужное время.
  7. Производим определение. Для этого полученное время (в секундах) делим на сопротивление в резисторе и на три. Например, получилось 210 секунд. Эту цифру делим на 9880 и на 3. Получилось значение 0,007085. Это величина указывается в фарадах, или 7085 мкф. Допустимое отклонение может быть не более 20%. Если учитывать, что на изделии указано 6800 мкф, наши расчеты подтверждаются и укладываются в норматив.

А как определить емкость керамического конденсатора? В этом случае можно сделать определение с помощью сетевого трансформатора. Для этого RC-цепочку подсоединяем ко вторичной обмотке трансформатора, и его подсоединяют в сеть. Далее с помощью мультиметра осуществляется замер напряжения на конденсаторе и на резисторе. После этого необходимо сделать подсчеты: высчитывается ток, что проходит через резистор, затем его напряжение делится на сопротивление. Получается емкостное сопротивление Хс.

Если есть частота тока и Хс, можно определить емкость по формуле:

Другие методики

Также емкость можно определить и с помощью баллистического гальванометра. Для этого используется формула:

  • Cq — баллистическая постоянная гальванометра;
  • U2 — показания вольтметра;
  • a2 — угол отклонения гальванометра.

Определение значения методом амперметра вольтметра осуществляется следующим образом: измеряется напряжение и ток в цепи, после чего значение емкости определяется по формуле:

Напряжение при таком методе определения должно быть синусоидальным.

Измерение значения возможно и при помощи мостиковой схемы. В этом случае схема моста переменного тока указывается ниже:

Здесь одно плечо моста образуется за счет элемента, который необходимо измерить (Cx). Следующее плечо состоит из конденсатора без потерь и магазина сопротивлений. Оставшиеся два плеча состоят из магазинов сопротивлений. Подключаем в одну диагональ источник питания, в другую – нулевой индикатор. И рассчитываем значение по формуле:

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Это все, что мы хотели рассказать вам о том, как определить емкость конденсатора мультиметром. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

Формула для определения емкости конденсатора


Определение емкости конденсатора по маркировке

Практически каждая электрическая схема, включает в себя различные элементы, которые определяют ее назначение и правильность работы. Помимо разнообразных резисторов и транзисторов, схемы включают себя конденсаторы.

Конденсаторы классифицируют по следующим параметрам:

  • Назначение;
  • Защита от внешних факторов;
  • Изменение емкости;
  • Способ монтажа.

Конденсаторы служат для изменения работы электрического тока в данном участке цепи. В отличие от резисторов, маркировка конденсаторов более разнообразна. Их различают по форме (цилиндрические, плоские), по материалу (электролитические, керамические (СМД – SMD), пленочные), и их не сложно отличить.

Единицей принятой для измерения емкости, является фарад – Ф. Существует несколько видов маркировки: uF, mF – 1мкФ (один микрофарад), что равно 10-6, nF – 1 нанофарад – 10-9, pF – mmF – uuF – (пикофарад) – 10-12.

И для того, чтобы определить емкость конденсатора необходимо прочесть маркировку нанесенную на его корпус. Так же стоит учитывать, что маркировка может отличаться от привычных значений. Например, при обнаружении на конденсаторе значения MF, не будет являться (мегафарадом), данное значение соответствует (кикрофарад). Еще одним отличием может быть маркировка в виде (fd), что означает только наименование (фарад).

На некоторые виды конденсаторов наноситься маркировка для обозначения допуска (значение допустимого отклонения от номинального значения емкости). Предположим, маркировка конденсатора представляет собой – 5000 uF (-50%+50%). И если посчитать, то это значит, что допустимое отколонение от номинальной емкости составляет – 5000 + (5000х0,5) = 7500, и 5000 – (5000:0,5) = 2500.

В случаях, когда проценты не указываются, допустимое отклонение определяется буквой или цифрой идущей после числового ряда.

Так же, к маркировке емкости конденсаторов относят один важный параметр как допустимое рабочее напряжение, которое обозначается в виде букв – V, DVC. Данное значение является максимальным рабочим напряжением для конденсатора.

Для полярных конденсаторов используют обозначения для контактов (анод и катод). Если такой маркировки на конденсаторе нет, значит он не поляризован.

Емкость конденсатора: как померить самостоятельно

Бывают ситуации, когда маркировка на конденсаторе совершенно не читаема, или просто отсутствует. Но вам необходимо узнать его емкость. Существуют различные методы расчетов и вычислений, но самым точным является способ с использованием мультиметра.

Данный способ поможет узнать:

  • Емкость;
  • Нет ли короткого замыкания;
  • Обрыва цепи.

Выполненные из различных материалов и в разнообразной форме, конденсаторы имеют очень важную отличительную особенность, они способны накапливать некоторое количество электрического заряда, которого вполне достаточно, что бы вывести из строя измерительный прибор. Поэтому первое, что нужно сделать перед измерением емкости конденсатора мультиметром, разрядить его. Сделать это можно используя обычную изолированную отвертку. Необходимо просто замкнуть контакты конденсатора.

Далее, мультиметр выставляем в положение для измерения емкости (на шкале должны быть соответствующие обозначения (600 uF – 2 nF) – от 600 микрофарад до 2 нанофарад. Разряжаем конденсатор.

Обратите внимание! Если конденсатор является полярным, то подсоединение его контактов должно быть соответствующим катоду и аноду.

Подсоединяем щупы мультиметра к конденсатору. Так как, емкость не известна, измерение стоит начать с минимального значения на мультиметре. В случае, если емкость конденсатора не соответствует значению на приборе или произошел обрыв, на дисплее будет показываться единица. Путем переключения значений находим нужное. Так же для рассчета емкости конденсатора используются формула t = RC.

Данный метод используется для всех видов конденсаторов (например, керамического или электролитического).

Как правильно определить сопротивление резистора мультиметром

Для точного измерения сопротивления определенного резистора, не нужно обладать специальными знаниями в области электротехники. Для этого понадобится набор инструментов и четкое следование инструкции.

Для работы потребуется:

  • Мультиметр;
  • Паяльник;
  • Резисторы.

В первую очередь, необходимо убедиться, что мультиметр работает исправно. Проверьте качество контактов измерительных щупов с проводниками, а так же постоянство показаний на дисплее прибора.

Далее, если резистор, проверка которого должна быть осуществлена, находится в составе какой – либо микросхемы, его нужны выпаять. Обусловлено это тем, что показания на измерительном приборе будут соответствовать сопротивлению всех элементов цепи.

После того, как резистор извлечен, а мультиметр прошел проверку на исправность, можно переходить к измерению сопротивления. Для этого, находим на шкале мультиметра обозначения для измерения сопротивления. Они представлены в виде греческой буквы омега. И предположительно определив сопротивление резистора, выставляем нужное значение на мультиметре.

Важно знать! При измерении сопротивления резистора, недопустимо касание щупов руками, так как к сопротивлению резистора, добавится сопротивление вашего тело, и значения на дисплее не будут соответствовать правильным. Щуп придерживать можно только одной рукой.

Например, если резистор с сопротивлением предположительно в 1 кОм (1000 Ом) до 10 кОм (10000 Ом), значение на мультиметре выбираем немного большее (20 кОм). Если значение подобрано несоответственно, то на дисплее мультиметра будет показана единица.

Специальный прибор для определения емкости конденсатора

Определить емкость конденсатора представляется возможным разными способами, в том числе и мультиметром. Но очень часто, заявленная емкость (например 6000мкф), в несколько раз превышает значения на измерительном приборе (не более 600 мкф), поэтому определить емкость таких конденсаторов не возможно используя обычный мультиметр. Для этих целей существуют специализированные приборы для определения емкости.

Прибор состоит:

  • Корпус;
  • Дисплей;
  • Переключатель со шкалой;
  • Две кнопки.

Корпус прибора выполнен из обычного пластика в различной цветовой гамме. Прибор оснащен жидкокристаллическим дисплеем высокой информативности. Ниже дисплея располагаются две кнопки (с лева и справа). Левая, служит для фиксации показаний на дисплее, правая включает и выключает подсветку дисплея.

Между кнопками, сразу под дисплеем находится коннектор, при помощи которого призводятся замеры емкости конденсаторов малого размера. Ниже располагается переключатель с нанесенной на корпус шкалой для измерения. Значения шкалы варьируются от 200 пкф (покофарад), до 20000 мкф (микрофарад).

Важной особенностью прибора является возможность установки нулевого значения показаний.

В самом низу располагаются гнезда для подключения измерительных щупов, изоляция которых выполнена из мягкого пластика.

Данный измерительный прибор служит для одной определенной цели, но несомненно обладает большими возможностями.

Как выглядит формула емкости конденсатора (видео)

Для построения различных электрических схем, а так же для их правильной работы используются определенные радиодетали. В свою очередь данные элементы цепи нужно подобрать и проверить на работоспособность, что можно сделать, используя полученные знания.

Самодельный прибор для измерения конденсаторов малой емкости. ESR метр своими руками — измеритель емкости конденсаторов

Измеритель емкости конденсаторов своими руками — ниже представлена схема и описание как не прилагая больших усилий можно самостоятельно изготовить прибор для тестирования емкости конденсаторов. Такое устройство очень может пригодится при покупке емкостей на радиоэлектронном рынке. С его помощью без проблем выявляется некачественный или бракованный элемент накопления электрического заряда. Принципиальная схема данного ESRа, как его обычно называю большинство электронщиков, ничего сложного из себя не представляет и собрать такой аппарат может даже начинающий радиолюбитель.

Причем измеритель емкости конденсаторов не предполагает для его сборки длительного времени и больших денежных затрат, на изготовление пробника эквивалентного последовательного сопротивления уходит буквально два-три часа. Также не обязательно бежать в магазин радиотоваров — наверняка у любого радиолюбителя найдутся неиспользованные детали подходящие для этой конструкции. Все, что вам потребуется для повторения данной схемы — это мультиметр практически любой модели, только желательно, что бы был цифровой и с десяток деталей. Каких то переделок или модернизации цифрового тестера производить не нужно, все что необходимо с ним сделать — это припаять выводы деталей к необходимым площадкам на его плате.

Принципиальная схема устройства ESR:

Перечень элементов необходимых для сборки измерителя:

Один из главных компонентов прибора — это трансформатор, который должен иметь соотношением витков 11\1. Ферритовый кольцевой сердечник М2000НМ1-36 К10х6х3, который нужно предварительно обмотать изолирующим материалом. Затем намотать первичную обмотку на него, располагая витки по принципу — виток к витку, при этом заполняя всю окружность. Вторичную обмотку также необходимо выполнять с равномерным распределением по всему периметру. Примерное количество витков в первичной обмотки для кольца К10х6х3 будет 60-90 витков, а вторичка должна быть в одиннадцать раз меньше.

Диод D1 использовать можно практически любой кремневый с обратным напряжением не менее 40v, если вам не особо нужна супер точность в измерениях, то вполне подойдет КА220. Для более точного определения емкости придется поставить диод с небольшим падением напряжения в варианте прямого включения — Шоттки. Защитный супрессорный диод D2 должен быть рассчитан на обратное напряжение от 28v до 38v. Транзистор маломощный кремневый p-n-p проводимости: например КТ361 или его аналог.

Измерение величины ЭПС выполнять в диапазоне напряжения 20v. Во время подключении коннектора внешнего измерителя, ESR-приставка к мультиметру сразу же переходит в режим работы тестирования емкости. При этом будет визуально отображено на приборе показание около 35v в диапазоне проверки 200v и 1000v (это в зависимости от использования супрессорного диода). В случае исследования емкости на 20 вольтах, показание будет отображено как «выход за границу измерения». Когда коннектор внешнего измерителя отсоединяется, то и ЭПС-приставка моментально переключается на режим работы как обыкновенного мультиметра.

Заключение

Принцип работы устройства — для начала работы прибора нужно включить в сеть адаптер, при этом происходит включение измерителя ЭПС, когда отключили ESR, то мультиметр автоматически переходит в режим выполнения штатных функций. Чтобы сделать калибровку аппарата нужно подобрать постоянный резистор, так чтобы соответствовало шкале. Для наглядности картина ниже:

При замыкании щупов на шкале мультиметра будет отображено 0.00- 0.01, это показание означает погрешность прибора в диапазоне измерения до 1 Ом.

Схема эта, несмотря на свою видимую сложность, совсем проста в повторении, поскольку собрана на цифровых микросхемах и при отсутствии ошибок в монтаже и использовании заведомо исправных деталей практически не требует настройки. Тем не менее, возможности устройства достаточно велики:

  • диапазон измерения – 0,01 — 10000 мкФ;
  • 4 поддиапазона – 10, 100, 1000, 10 000 мкФ;
  • выбор поддиапазона – автоматический;
  • индикация результата – цифровая, 4 разряда с плавающей десятичной точкой;
  • погрешность измерения – единица младшего разряда;

Рассмотрим схему прибора:

щелкните для увеличения

На микросхеме DD1, точнее на двух его элементах, собран кварцевый генератор, работа которого пояснений не требует. Дальше тактовая частота поступает на делитель, собранный на микросхемах DD2 – DD4. Сигналы с него с частотами 1 000, 100, 10 и 1 кГц поступают на мультиплексор DD6.1, который использован в качестве узла автоматического выбора поддиапазона.

Основной узел измерения – одновибратор, собранный на элементах DD5.3, DD5.4, длительность импульса которого напрямую зависит от подключенного к нему конденсатора. Принцип измерения емкости – подсчет количества импульсов за время работы одновибратора. На элементах DD5.1, DD5.2 собран узел, предотвращающий дребезг контактов кнопки «Старт измерения». Ну и последняя часть схемы — четырехразрядная линейка двоично-десятичных счетчиков DD9 — DD12 с выводом на четыре семисегментных индикатора.

Рассмотрим алгоритм работы измерителя. При нажатии на кнопку SB1 двоичный счетчик DD8 обнуляется и переключает узел диапазона (мультиплексор DD6.1) на самый нижний диапазон измерения – 0.010 – 10.00 мкФ. При этом на один из входов электронного ключа DD1.3 поступают импульсы частотой 1 МГц. На второй вход этого же ключа проходит разрешающий сигнал с одновибратора, длительность которого прямо пропорциональна подключенной к нему емкости измеряемого конденсатора.

Таким образом на счетную декаду DD9…DD12 начинают поступать импульсы с частотой 1 МГЦ. Если происходит переполнение декады, то сигнал переноса с DD12 увеличивает показания счетчика DD8 на единицу и разрешает запись нуля в триггер DD7 по входу D. Этот нуль включает формирователь DD5.1, DD5.2 а он в свою очередь сбрасывает счетную декаду, снова устанавливает DD7 в «1» и перезапускает одновибратор. Процесс повторяется, но на счетную декаду через коммутатор теперь поступает частота 100 кГц (включился второй диапазон).

Если до завершения импульса с одновибратора счетная декада снова переполнилась, то опять происходит смена диапазона. Если одновибратор отключился раньше, то счет останавливается и на индикаторе можно прочитать значение подключенной для измерения емкости. Последний штрих – блок управления десятичной точкой, которая и указывает текущий поддиапазон измерения. Его функции выполняет вторая часть мультиплексора DD6, которая засвечивает нужную точку в зависимости от включенного поддиапазона.

В качестве индикаторов в схеме используются вакуумные люминесцентные индикаторы ИВ6, поэтому блок питания измерителя должен выдавать два напряжения: 1 В для накала и +12 В для анодного питания ламп и микросхем. Если индикаторы заменить ЖКИ, то можно обойтись одним источником +9В, применение же светодиодных матриц невозможно из-за малой нагрузочной способности микросхем DD9…DD12.

В качестве калибровочного резистора R8 лучше применить многооборотный, поскольку именно от точности калибровки будет зависеть величина погрешности измерения прибора. Остальные резисторы могут быть МЛТ-0.125. По поводу микросхем — в приборе можно использовать любую из серий К1561, К564, К561, К176, но следует иметь в виду, что 176 серия очень неохотно работает с кварцевым резонатором (DD1).

Настройка прибора достаточно проста, но выполнить ее следует с особой тщательностью.

  • Временно отключить кнопку SB1 от DD8 (вывод 13).
  • В точку соединения R3 с R2 подать прямоугольные импульсы частотой примерно 50-100 Гц (подойдет любой самый простой генератор на логической микросхеме).
  • На место измеряемого конденсатора подключить образцовый, емкость которого известна и лежит в диапазоне 0.5 – 4 мкФ (к примеру, К71-5В 1 мкф±1%). Если есть возможность, то емкость лучше измерить с помощью измерительного моста, но можно понадеяться и на емкость, указанную на корпусе. Здесь нужно иметь в виду, что как точно вы откалибруете прибор, так он вам и будет в будущем измерять.
  • С помощью подстроечного резистора R8 выставить показания индикаторов как можно точнее по соответствию с емкостью эталонного конденсатора. После калибровки подстроечный резистор лучше законтрить каплей лака или краски.

По материалам «Радиолюбитель» №5, 2001г.

С помощью данного измерителя ёмкости можно легко измерить любую ёмкость от единиц пФ до сотен мкФ. Существует несколько методов измерения емкости. В данном проекте используется интеграционный метод.

Главное преимущество использования этого метода в том, что измерение основано на измерении времени, что может быть выполнено на МК довольно точно. Этот метод очень подходит для самодельного измерителя ёмкости, к тому же он легко реализуем на микроконтроллере.

Принцип работы измерителя ёмкости

Явления, происходящие при изменении состояния схемы называются переходными процессами. Это одно из фундаментальных понятий цифровых схем. Когда ключ на рисунке 1 разомкнут, конденсатор заряжается через резистор R, и напряжение на нём изменятся как показано на рисунке 1b. Соотношение определяющее напряжение на конденсаторе имеет вид:

Величины выражены в СИ единицах, t секунды, R омы, C фарады. Время за которое напряжение на конденсаторе достигнет значения V C1 , приближенно выражается следующей формулой:

Из этой формулы следует, что время t1 пропорционально емкости конденсатора. Следовательно, ёмкость может быть вычислена из времени зарядки конденсатора.

Схема

Для измерения времени зарядки, достаточно компаратора и таймера микроконтроллера, и микросхемы цифровой логики. Вполне разумно использовать микроконтроллер AT90S2313 (современный аналог – ATtiny2313). Выход компаратора используется как триггер T C1 . Пороговое напряжение устанавливается резисторным делителем. Время зарядки не зависит от напряжения питания. Время зарядки определяется формулой 2, следовательно оно не зависит от напряжения питания т.к. соотношение в формуле VC 1 /E определяется только коэффициентом делителя. Конечно, вовремяизмерениянапряжениепитаниядолжнобытьпостоянно.

Формула 2 выражает время зарядки конденсатора от 0 вольт. Однако с напряжением близким к нулю сложно работать из-за следующих причин:

  • Напряжение не падает до 0 Вольт. Для полной разрядки конденсатора необходимо время. Это приведет к увеличению времен иизмерения.
  • Необходимо время между стартом зарядки и запуском таймера. Это вызовет погрешность измерения. Для AVRэто не критично т.к. на это необходим всего один такт.
  • Утечка тока на аналоговом входе. Согласно даташиту AVR, утечка тока возрастает при напряжении на входе близком к нулю вольт.

Для предотвращения данных сложностей использовано два пороговых напряжения VC 1 (0.17 Vcc) и VC 2 (0.5 Vcc). Поверхность печатной платы должна быть чистой для минимизации токов утечки. Необходимое напряжение питания микроконтроллера обеспечивается DC-DCпреобразователем,работающего от 1.5VAA батарейки. Вместо DC-DC преобразователя, желательно использовать 9 V батарейку и преобразователь 78 L 05, желательно также не выключать BOD , иначе могут возникнуть проблемы с EEPROM .

Калибровка

Для калибровки нижнего диапазона: С помощью кнопки SW1. Затем, соедините pin #1 и pin #3 на разъёме P1, вставьте конденсатор 1nF и нажмите SW1.

Для калибровки верхнего диапазона: Замкните pin #4 и #6 разъёма P1, вставьте конденсатор на 100nFи нажмите SW1.

Надпись “E4” при включении означает, что калибровочное значение в EEPROM не найдено.

Использование

Автоматическое определениедиапазона

Зарядка начинается через резистор 3.3М. Если напряжение на конденсаторе не достигнет 0.5 Vccменее чем за 130 mS (>57nF), происходит разрядка конденсатора и новая зарядка, но уже через резистор 3.3кОм. Если напряжение на конденсаторе не достигает 0.5 Vccза 1 секунду (>440µF),надпись “E2”. Когда время замерено, происходит вычисление и отображение ёмкости. Последний сегмент отображает диапазон измерения (pF, nF, µF).

Зажим

В качестве зажима можно использовать часть какого-нибудь сокета. При измерении малых ёмкостей (единицы пикофарад) использование длинных проводов нежелательно.

В электрических цепях применяются конденсаторы разного типа. В первую очередь они отличаются по емкости. Для того чтобы определить этот параметр, используются специальные измерители. Указанные устройства могут производиться с различными контактами. Современные модификации выделяются высокой точностью замеров. Для того чтобы сделать простой измеритель емкости конденсаторов своими руками, необходимо ознакомиться с основными составляющими прибора.

Как устроен измеритель?

Стандартная модификация включает в себя модуль с расширителем. Данные о выводятся на дисплей. Некоторые модификации функционируют на базе релейного транзистора. Он способен работать на разных частотах. Однако стоит отметить, что такая модификация не подходит для многих типов конденсаторов.

Устройства низкой точности

Сделать низкой точности измеритель ЭПС емкости конденсаторов своими руками можно при помощи переходного модуля. Однако в первую очередь используется расширитель. Контакты для него целесообразнее подбирать с двумя полупроводниками. При выходном напряжении 5 В ток должен составлять не более 2 А. Для защиты измерителя от сбоев применяются фильтры. Настройку осуществлять следует при частоте 50 Гц. Тестер в данном случае должен показывать сопротивление не выше 50 Ом. У некоторых возникают проблемы с проводимостью катода. В данном случае следует заменить модуль.

Описание моделей высокой точности

Делая измеритель емкости конденсаторов своими руками, расчет точности следует производить исходя из линейного расширителя. Показатель перегрузки модификации зависит от проводимости модуля. Многие эксперты советуют для модели подбирать дипольный транзистор. В первую очередь он способен работать без тепловых потерь. Также стоит отметить, что представленные элементы редко перегреваются. Контактор для измерителя можно использовать низкой проводимости.

Чтобы сделать простой точный измеритель емкости конденсаторов своими руками, стоит позаботиться о тиристоре. Указанный элемент должен работать при напряжении не менее 5 В. При проводимости 30 мк перегруженность у таких устройств, как правило, не превышает 3 А. Фильтры используются разного типа. Устанавливать их следует за транзистором. Также стоит отметить, что дисплей можно подключать только через проводниковые порты. Для зарядки измерителя подойдут батареи на 3 Вт.

Как сделать модель серии AVR?

Сделать измеритель емкости конденсаторов своими руками AVR можно только на базе переменного транзистора. В первую очередь для модификации подбирается контактор. Для настройки модели стоит сразу замерить выходное напряжение. Отрицательное сопротивление у измерителей не должно превышать 45 Ом. При проводимости 40 мк перегрузка в устройствах составляет 4 А. Чтобы обеспечить максимальную точность измерений, используются компараторы.

Некоторые эксперты рекомендуют подбирать только открытые фильтры. Они не боятся импульсных помех даже при большой загруженности. Полюсные стабилизаторы в последнее время пользуются большим спросом. Для модификации не подходят только сеточные компараторы. Перед включением устройства делается замер сопротивления. У качественных моделей данный параметр составляет примерно 40 Ом. Однако в данном случае многое зависит от частотности модификации.

Настройка и сборка модели на базе PIC16F628A

Сделать измеритель емкости конденсаторов своими руками на PIC16F628A довольно проблематично. В первую очередь для сборки подбирается открытый трансивер. Модуль разрешается использовать регулируемого типа. Некоторые эксперты не советуют устанавливать фильтры высокой проводимости. Перед пайкой модуля проверяется выходное напряжение.

При повышенном сопротивлении рекомендуется заменить транзистор. С целью преодоления импульсных помех применяются компараторы. Также можно использовать проводниковые стабилизаторы. Дисплеи часто применяются текстового типа. Устанавливать их стоит через канальные порты. Настройка модификации происходит при помощи тестера. При завышенных параметрах емкости конденсаторов стоит заменить транзисторы с малой проводимостью.

Модель для электролитических конденсаторов

При необходимости можно сделать измеритель емкости электролитических конденсаторов своими руками. Магазинные модели этого типа выделяются низкой проводимостью. Многие модификации производятся на контакторных модулях и работают при напряжении не более 40 В. Система защиты у них используется класса РК.

Также стоит отметить, что измерители данного типа отличаются пониженной частотностью. Фильтры у них применяются только переходного типа, они способны эффективно справляться с импульсными помехами, а также гармоническими колебаниями. Если говорить про недостатки модификаций, то важно отметить, что у них малая пропускная способность. Они показывают плохие результаты в условиях повышенной влажности. Также эксперты указывают на несовместимость с проводными контакторами. Устройства нельзя применять в цепи переменного тока.

Модификации для полевых конденсаторов

Устройства для полевых конденсаторов выделяются пониженной чувствительностью. Многие модели способны работать от прямолинейных контакторов. Устройства чаще всего используются переходного типа. Для того чтобы сделать модификацию своими руками, надо применять регулируемый транзистор. Фильтры устанавливаются в последовательном порядке. Для проверки измерителя применяются сначала конденсаторы малой емкости. При этом тестером фиксируется отрицательное сопротивление. При отклонении свыше 15 % необходимо проверить работоспособность транзистора. Выходное напряжение на нем не должно превышать 15 В.

Устройства на 2 В

На 2 В измеритель емкости конденсаторов своими руками делается довольно просто. В первую очередь эксперты рекомендуют заготовить открытый транзистор с низкой проводимостью. Также важно подобрать для него хороший модулятор. Компараторы, как правило, используются низкой чувствительности. Система защиты у многих моделей применяется серии КР на фильтрах сеточного типа. Для преодоления импульсных колебаний используются волновые стабилизаторы. Также стоит отметить, что сборка модификации предполагает применение расширителя на три контакта. Для настройки модели следует использовать контактный тестер, а показатель сопротивление не должен быть ниже 50 Ом.

Модификации на 3 В

Складывая измеритель емкости конденсаторов своими руками, можно использовать переходник с расширителем. Транзистор целесообразнее подбирать линейного типа. В среднем проводимость у измерителя должна равняться 4 мк. Также перед установкой фильтров важно зафиксировать контактор. Многие модификации также включают в себя трансиверы. Однако данные элементы не способны работать с полевыми конденсаторами. Предельный параметр емкости у них равняется 4 пФ. Система защиты у моделей применяется класса РК.

Модели на 4 В

Собирать измеритель емкости конденсаторов своими руками разрешается только на линейных транзисторах. Также для модели потребуется качественный расширитель и переходник. Если верить экспертам, то фильтры целесообразнее применять переходного типа. Если рассматривать рыночные модификации, то у них может использоваться два расширителя. Работают модели при частоте не более 45 Гц. При этом чувствительность у них часто меняется.

Если собирать простой измеритель, то контактор можно использовать без триода. У него малая проводимость, однако он способен работать при большой загруженности. Также стоит отметить, что модификация должна включать в себя несколько полюсных фильтров, которые будут уделять внимание гармоническим колебаниям.

Модификации с однопереходным расширителем

Сделать измеритель емкости конденсаторов своими руками на базе однопереходного расширителя довольно просто. В первую очередь рекомендуется подобрать для модификации модуль с низкой проводимостью. Параметр чувствительности при этом должен составлять не более 4 мВ. У некоторых моделей имеется серьезная проблема с проводимостью. Транзисторы применяются, как правило, волнового типа. При использовании сеточных фильтров быстро нагревается тиристор.

Чтобы избежать подобных проблем, рекомендуется устанавливать сразу два фильтра на сеточных переходниках. В конце работы останется только припаять компаратор. Для повышения работоспособности модификации устанавливаются канальные стабилизаторы. Также стоит отметить, что существуют устройства на переменных контакторах. Они способны работать при частоте не более 50 Гц.

Модели на базе двухпереходных расширителей: сборка и настройка

Сложить на двухпереходных расширителях цифровой измеритель емкости конденсаторов своими руками довольно просто. Однако для нормальной работы модификаций подходят только регулируемые транзисторы. Также стоит отметить, что при сборке нужно подбирать импульсные компараторы.

Дисплей для устройства подойдет строчного типа. При этом порт разрешается использовать на три канала. Для решения проблем с искажением в цепи применяются фильтры низкой чувствительности. Также стоит отметить, что модификации нужно собирать на диодных стабилизаторах. Настройка модели осуществляется при отрицательном сопротивлении 55 Ом.

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.

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 измерить мультиметром ёмкость конденсатора?

Ответ мастера:

Чтобы измерить ёмкость конденсатора, можно воспользоваться любым цифровым мультиметром. Некоторые их этих инструментов могут измерить ёмкость непосредственно, а некоторые позволяют это сделать при использовании косвенных методов измерения.

Убедившись, что в вашем мультиметре присутствует необходимая функция измерения ёмкости, его следует подключить к конденсатору и переключателем выбрать самый точный предел измерения ёмкости. Если на индикаторе отобразится сообщение о перегрузке, нужно переключить инструмент на менее точный предел. Совершайте эти манипуляции до того момента, пока прибор не выдаст показания.

В случае, когда для измерения ёмкости используется мостовая приставка, следует работать с мультиметром, как с устройством для определения баланса моста. Подключите его через детектор с фильтрующим конденсатором к выводам моста. Установите на приборе режим микроамперметра постоянного тока. Теперь подключите конденсатор к мосту, сбалансируйте последний до минимума показаний. Прочтите полученные значения по шкале моста.

Если в вашем мультиметре нет возможности измерять ёмкость, и нет мостовой приставки, то следует использовать следующий метод. Вам понадобится генератор стандартных сигналов, на котором нужно установить известную амплитуду сигнала, которая равна нескольким вольтам. Затем последовательно включайте мультиметр (который в зависимости от условий измерения работает как микроамперметр или миллиамперметр переменного тока), генератор и конденсатор, объём которого необходимо измерить.

Установите частоту, при которой мультиметр покажет ток, не превышающий в первом случае 200 мкА, а во втором – 2 мА. При слишком малой частоте прибор ничего не покажет. Далее следует поделить амплитудное значение напряжения, выраженного в вольтах, на квадратный корень из двух. Таким образом получаем его действующее значение. Переведите ток в амперы, поделите напряжение на ток. Полученное значение – ёмкостное сопротивление конденсатора в омах. Используйте значение частоты и ёмкостного сопротивление в формуле для вычисления ёмкости:

Установите такую частоту, чтобы мультиметр показал ток, не превышающий в первом случае 200 мкА, а во втором — 2 мА (если частота слишком мала, он не покажет ничего). Затем поделите амплитудное значение напряжения, выраженного в вольтах, на квадратный корень из двух, чтобы получить действующее его значение. Ток переведите в амперы, после чего поделите напряжение на ток, и вы получите емкостное сопротивление конденсатора, выраженное в омах. Затем, зная частоту и емкостное сопротивление, вычислите емкость по формуле: C=1/(2πfR), где C — емкость в фарадах, π — математическая константа «пи», f — частота в герцах, R — емкостное сопротивление в омах.

Вычисленное значение ёмкости переведите в более удобные единицы измерения: пикофарады, нанофарады или микрофарады.

Помните, что такой метод нельзя применять для замера ёмкости оксидных конденсаторов.

Перед его измерением конденсатор нужно разрядить, используя безопасный способ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАСЛА МЕТОДОМ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЗАРЯДКИ И РАЗРЯДКИ КОНДЕНСАТОРА Методические указания к выполнению лабораторной работы № 23 по физике для студентов всех форм обучения

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тихоокеанский государственный университет»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАСЛА

МЕТОДОМ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЗАРЯДКИ И РАЗРЯДКИ
КОНДЕНСАТОРА
Методические указания
к выполнению лабораторной работы № 23 по физике
для студентов всех форм обучения

Хабаровск

Издательство ТОГУ

2011

УДК 539.16(076.5)

Определение емкости конденсатора и диэлектрической проницаемости масла методом периодической зарядки и разрядки конденсатора : методические указания к выполнению лабораторной работы № 23 по физике для студентов всех форм обучения / сост. В. И. Нестеров. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2011. – 11 с.

Методические указания составлены на кафедре «Физика». Включают общие сведения о емкости конденсатора, методику эксперимента, порядок выполнения работы, контрольные вопросы и задания. Объем выполнения лабораторной работы – 2 часа.

Печатается в соответствии с решениями кафедры «Физика» и методического совета факультета компьютерных и фундаментальных наук.

© Тихоокеанский государственный университет, 2011

Цель работы. Ознакомиться с понятием емкости конденсатора и методом определения емкости конденсаторов.

Задача. Определить емкость конденсаторов. Проверить формулы параллельного и последовательного соединения конденсаторов и определить диэлектрическую проницаемость жидкого диэлектрика.

Приборы и принадлежности. Установка для определения емкости конденсатора и диэлектрической проницаемости масла, содержащая следующие элементы: автоматический переключатель, потенциометр (делитель напряжения), источник постоянного тока, вольтметр, микроамперметр, измеряемые емкости (конденсаторы), конденсатор в исследуемом диэлектрике (масло), воздушный конденсатор.

1. ЕМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Одной из важнейших характеристик проводника является его электрическая емкость (или просто емкость), т. е. величина, численно равная заряду, который необходимо сообщить уединенному проводнику для повышения его потенциала на единицу:

где С – электроемкость уединенного проводника; q – заряд, сообщенный проводнику; φ – потенциал проводника.

В единицах СИ емкость измеряется в фарадах (Ф). Один фарад (1 Ф) – емкость такого уединенного проводника, при сообщении которому заряда в один кулон (1 Кл) получим изменение потенциала на один вольт (1 В).

Электроемкость проводника зависит от формы и размеров проводника. Это связано с тем, что избыточные заряды распределяются на внешней поверхности проводника. Емкость не зависит также ни от заряда проводника, ни от его потенциала.

Потенциал уединенного шара радиуса R, находящегося в однородной среде с диэлектрической проницаемостью :

Тогда получим формулу для расчета емкости уединенного шара

.

Уединенный проводник обладает малой емкостью (емкость земного шара около 640 мкФ). Емкость уединенного проводника существенно увеличивается при приближении к нему других проводников и зависит от диэлектрических свойств среды, в которой он находится.

Для того чтобы проводник обладал большой емкостью, он должен иметь очень большие размеры. На практике часто необходимы устройства, обладающие способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел потенциалах накапливать значительные по величине заряды, т. е. обладать большой емкостью. Эти устройства получили название конденсаторов.

Конденсатором называется система, состоящая из двух проводников, форма и взаимное расположение которых таковы, что электрическое поле этих проводников при сообщении им равных по абсолютному значению и противоположных по знаку электрических зарядов полностью или почти полностью локализовано в ограниченной области пространства.

Если к заряженному проводнику приближать другие тела, то на них возникают индуцированные (на проводнике) или связанные (на диэлектрике) заряды, причем ближайшими к наводящему заряду будут заряды противоположного знака. Эти заряды ослабляют поле, создаваемое зарядом , т. е. понижают потенциал проводника, что приводит к повышению его электроемкости.

Конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), разделенных диэлектриком. Чтобы емкость проводников не зависела от окружающих тел, нужно обеспечить наличие поля только между этими проводниками. Достигается это путем придания проводникам формы либо двух близко расположенных параллельных пластин, либо двух коаксиальных цилиндров, либо двух концентрических сфер и сообщения им равных по величине и противоположных по знаку зарядов. Форма обкладок определяет название (плоский, цилиндрический, сферический и т. п.) конденсатора.

Так как поле сосредоточено внутри конденсатора, то линии напряженности начинаются на одной обкладке и кончаются на другой, поэтому свободные заряды, возникающие на разных обкладках, являются равными по модулю разноименными зарядами.

Емкость конденсатора равна отношению заряда Q к разности
потенциалов 2 1 или к напряжению U между проводниками, вызванному этим зарядом:

При соединении двух (нескольких) конденсаторов в батарею ее емкость зависит от способа соединения конденсаторов. При параллельном соединении двух конденсаторов емкостями С1 и С2 общая емкость

а при последовательном соединении

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Существует несколько методов определения емкости конденсаторов: с помощью баллистического гальванометра, мостовой метод и т. д.

Баллистическим гальванометром называют электроизмерительный прибор, отличающийся высокой чувствительностью к току и сравнительно большим периодом колебаний подвижной системы (рамки). Баллистическим гальванометром можно измерять как постоянный ток (стационарный режим), так и заряд, протекший через рамку за некоторое время (баллистический режим). В баллистическом режиме гальванометр может работать, если время, в течение которого через него протекает токовый импульс, оказывается во много раз меньше периода собственных колебаний подвижной рамки гальванометра. Период колебаний рамки поэтому делают большим (до 15 с). В баллистических гальванометрах применяют сильные постоянные магниты и рамки с большим количеством витков, подвешенные на тонких нитях с малой упругостью.

Если заряженный конденсатор разрядить через баллистический гальванометр, то по первому отклонению его подвижной системы можно определить величину заряда конденсатора. Но если разряд осуществить через гальванометр с малым моментом инерции подвижной системы, то величину заряда можно определить лишь в том случае, когда известна сила тока в гальванометре для всех моментов времени разряда. Тогда, учитывая, что получим откуда

что соответствует заштрихованной площади на рис. 1, а.

Периодически заряжая и разряжая конденсатор через обычный гальванометр-микроамперметр, обладающий периодом колебаний во много раз больше, чем время разряда конденсатора, получим отклонение микроамперметра,
не изменяющееся со временем (постоянное отклонение). Это отклонение соответствует силе тока i0, представляющей среднее значение тока за все время, пока идет процесс перезарядки конденсатора (рис. 1, б).

Так как i0 численно равно количеству электричества, протекающему через микроамперметр за 1 с, то за время t заряд, протекающий через микроамперметр:

г
де q – заряд, полученный конденсатором за один цикл зарядки-разрядки;
Т – время одного цикла зарядки-разрядки; N – число циклов за время t.

Рис. 1. График тока, проходящего через микроамперметр при периодической зарядке
и разрядке конденсатора

Выражая q через емкость конденсатора С и напряжение на конденсаторе U, получим

где – число разрядов за 1 с. Таким образом,

,

. (1)

Полученное соотношение (1) может быть использовано для определения одной из величин, входящих в него. В этой работе оно применяется для определения неизвестных емкостей конденсаторов, емкости при их параллельном и последовательном соединении.

Плоский конденсатор состоит из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на близком расстоянии d одна от другой и имеющих заряды, равные по величине, но противоположные по знаку. Электрическая емкость плоского конденсатора

где  – относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей конденсатор.

Если между обкладками конденсатора находится воздух ( = 1), тогда емкость такого конденсатора

(2)

где С – емкость конденсатора, между пластинами которого находится исследуемый диэлектрик; – емкость этого же конденсатора при отсутствии диэлектрика между пластинами; – диэлектрическая проницаемость диэлектрика.

Следовательно, диэлектрическая проницаемость диэлектрика, находящегося между пластинами:


. (3)

Приведем схему измерительной установки (рис. 2).

Рис. 2. Схема установки

Исследуемый конденсатор заряжается от источника постоянного напряжения, а затем автоматически действующий переключатель АП отсоединяет одну из обкладок от источника и замыкает обкладки конденсатора на микроамперметр. При замыкании контактов 1 – 2 происходит зарядка конденсатора, а при замыкании 2 – 3 конденсатор разряжается. Цикл «зарядка-разрядка» повторяется с частотой работы переключателя (частота работы переключателя равна частоте тока, питающего переключатель, в нашем случае f = 50 Гц). Сопротивление микроамперметра и емкость конденсатора выбраны столь малыми, что конденсатор успевает зарядиться или разрядиться менее чем за 0,01 с. Период собственных колебаний подвижной системы микроамперметра значительно больше этой величины.

Напряжение U устанавливается с помощью потенциометра R и измеряется вольтметром. Зная напряжение на конденсаторе, ток, текущий через микроамперметр, и частоту работы автоматического переключателя, можно определить неизвестную емкость конденсатора по формуле (1).

В качестве автоматического переключателя используется поляризованное реле (рис. 3).

Рис. 3. Схема автоматического переключателя

На ферромагнитном сердечнике М помещена катушка В, по которой пропускают переменный ток с частотой 50 Гц. Между концами сердечника помещен намагниченный стержень – якорь Я. При отсутствии в катушке тока якорь располагается точно посередине между наконечниками P и Q. Когда в катушке В идет ток, то он создает магнитное поле и якорь притягивается к одному из полюсов P или Q в зависимости от направления тока в катушке В. При этом клемма 1 соединяется через якорь, контакты К и L – поочередно с клеммами
2 и 3. Тем самым конденсатор то заряжается, то разряжается 50 раз в секунду.

Передняя панель установки для измерения емкостей конденсатора и диэлектрической проницаемости масла изображена на рис. 4.

Рис. 4. Передняя панель установки

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
  1. Тумблер «Сеть» установить в положение «Вкл» (рис. 4).

  2. Переключатель 1 установить в положение «Си» (известный конденсатор).

  3. Вращая потенциометр 2, добиться, чтобы отклонение стрелки микроамперметра было равно 6–10 мкА.

  4. Снять показания вольтметра и микроамперметра. Используя выраже-
    ние (1), вычислить емкость Си известного конденсатора. Полученное значение емкости конденсатора сравнить со значением, указанным на конденсаторе.

  5. Переключатель 1 перевести в положение «С1» и аналогично предыдущему определить его емкость С1.

  6. Переключатель 1 перевести в положение «С2» и определить емкость С2.

  7. Переключатель 1 перевести в положение «Спар» (при этом конденсаторы С1 и С2 соединяются параллельно) и измерить емкость полученной батареи конденсаторов.

  8. Рассчитать емкость Спар теоретически и сравнить со значением Спар, полученным экспериментально.

  9. Переключатель 1 перевести в положение «Спос» (при этом конденсаторы С1 и С2 соединяются последовательно) и измерить емкость полученной батареи конденсаторов.

  10. Рассчитать емкость Спос теоретически и сравнить со значением Спос, полученным экспериментально.

  11. Переключателем 1 включить в схему конденсатор переменной емкости Св. Измерить его емкость, когда между пластинами находится воздух ( воздуха принять равной 1).

  12. Переключателем 1 включить в схему конденсатор переменной емкости См , находящийся в масле. Измерить емкость конденсатора См.

  13. Определить диэлектрическую проницаемость масла по формуле (3).

  14. Все измерения проводить не менее трех раз, результаты измерений занести в таблицу.

  15. Рассчитать средние значения всех емкостей и результаты занести в клеточки, отмеченные крестиком.

Таблица результатов измерений

Номер опыта

Си

С1

С2

Спар

Спос

Св

См

i

U

C

i

U

C

i

U

C

i

U

C

i

U

C

i

U

C

i

U

C

1

2

3

х

х

х

х

х

х

х

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
  1. Что такое электроемкость уединенного проводника и какими единицами она измеряется?

  2. От чего зависит электроемкость уединенного проводника?

  3. Что такое конденсатор? Какие типы конденсаторов существуют?

  4. От чего зависит емкость конденсатора?

  5. От чего зависит энергия и плотность энергии электростатического
    поля?

  6. Вывести формулу электроемкости плоского конденсатора?

  7. Вывести формулу последовательного соединения конденсаторов.

  8. Вывести формулу параллельного соединения конденсаторов.

  9. Как будет изменяться потенциал изолированного заряженного мыльного пузыря при уменьшении его объема?

  10. Как изменится электроемкость конденсатора при увеличении заряда на пластинах в 3 раза?

  11. Что называется диэлектрической проницаемостью и как она влияет на емкость конденсатора?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Трофимова Т. И. Курс физики / Т. И. Трофимова. – М. : Academia, 2010. – 560 с.

  2. Детлаф А. А. Курс физики / А. А. Детлаф, Б. М. Яворский. – М. : Academia, 2010. – 720 с.

  3. Савельев И. В. Курс общей физики. В 3 т. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика / И. В. Савельев. – СПб. : Лань, 2008. – 496 с.

  4. Терентьев Н. Л. Электричество. Электромагнетизм : учеб. пособие
    / Н. Л. Терентьев. – Хабаровск : Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2003. – 120 с.

Оглавление

1. Емкость конденсатора. Общие сведения 3

2. Методика эксперимента и экспериментальная установка 5

3. Порядок выполнения работы 9

4. Контрольные вопросы и задания 10

Библиографический список 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАСЛА

МЕТОДОМ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЗАРЯДКИ И РАЗРЯДКИ
КОНДЕНСАТОРА
Методические указания
к выполнению лабораторной работы № 23 по физике
для студентов всех форм обучения

Владимир Ильич Нестеров

Главный редактор Л. А. Суевалова

Редактор Е. Н. Ярулина

Подписано в печать 22.09.11. Формат 60 × 84 1/16. Бумага писчая. Гарнитура «Таймс».
Печать цифровая. Усл. печ. л. 0,7. Тираж 150 экз. Заказ .

Издательство Тихоокеанского государственного университета.

680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.


Отдел оперативной полиграфии издательства
Тихоокеанского государственного университета.

680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.

Как проверить конденсатор (с помощью мультиметра, вольтметра или источника переменного тока)

Конденсаторы представляют собой устройства накопления заряда, которые являются частью большинства электрических и электронных цепей.

Конденсаторы необходимо проверять и тестировать во время обслуживания или устранения неполадок.

Существует несколько различных методов проверки конденсатора:

  • Использование источника переменного тока (не рекомендуется)
  • Использование режима настройки омметра мультиметра
  • Использование режима настройки емкости мультиметра
  • Использование a Вольтметр

Традиционный метод проверки конденсаторов

Этот метод действительно опасен и рекомендуется только для профессиональных инженеров-электриков.Для этого метода безопасно использовать 24 В постоянного тока или 220-224 В переменного тока, чем 230 В переменного тока.

Если используется переменное напряжение 220–224 В, между конденсатором должны быть подключены последовательные резисторы.

Процедура следующая:

  1. Проверяемый конденсатор должен быть отсоединен или должен быть отсоединен как минимум один вывод подозреваемого конденсатора.
  2. Конденсатор должен быть полностью разряжен.
  3. Выводы должны быть подключены к клемме конденсатора.
  4. Затем эти провода следует на очень короткое время (1-4 секунды) подключить к источнику питания 230 В переменного тока.
  5. Теперь отсоедините провода от источника питания.
  6. Это важный и самый опасный шаг. Замкните выводы конденсатора.
  7. Мы видим, что при исправном конденсаторе возникает сильная искра.
  8. Когда конденсатор плохой или не в хорошем состоянии, возникает слабая искра.

Как проверить конденсатор с помощью мультиметра

Используя режим настройки омметра мультиметра

Этот метод используется для определения сопротивления конденсатора и определения его состояния (рис. 2).

Процедура следующая:

  1. Проверяемый конденсатор должен быть в разряженном состоянии.
  2. Мультиметр должен быть настроен на омметр.
  3. Теперь подключите выводы мультиметра к клеммам конденсатора.
  4. Показания следует записать и сравнить результат со следующим.
  5. Низкое значение сопротивления указывает на короткое замыкание конденсатора.
  6. Если в счетчике нет отклонения; это означает, что это открытый конденсатор.
  7. Если сначала измеритель показывает низкое сопротивление, а затем постепенно увеличивается до бесконечности, то это хороший конденсатор.

С помощью режима установки емкости мультиметра

Это самый простой и превосходный метод проверки конденсатора (рис. 3).

Процедура следующая:

  1. Проверяемый конденсатор должен быть в разряженном состоянии.
  2. Мультиметр должен быть настроен на измерение емкости.
  3. Теперь подключите выводы мультиметра к клеммам конденсатора. Полярность здесь не при чем.
  4. На измерителе отображается значение емкости, которое почти близко к номинальной емкости подозреваемого конденсатора.
  5. Если конденсатор неисправен, мы можем увидеть более низкое значение емкости или отсутствие значений на счетчике.

Как использовать вольтметр для проверки конденсатора

Этот метод используется для определения разности потенциалов на конденсаторе.Процедура следующая:

  1. Конденсатор сначала заряжается постоянным напряжением, которое меньше номинала конденсатора.
  2. Здесь важна полярность. Более длинный вывод (анод) конденсатора должен быть подключен к положительному напряжению, а более короткий вывод (катод) подключен к земле или отрицательному выводу напряжения.
  3. Выводы вольтметра должны быть подключены к выводам конденсатора.
  4. Когда он показывает то же напряжение, что и при зарядке, а затем снижается, значит, конденсатор в хорошем состоянии.
  5. Если конденсатор не заряжается, а вольтметр показывает показания, то конденсатор неисправен или неисправен.

Вышеуказанные четыре теста используются для определения эффективности конденсатора. То есть определить состояние конденсатора.

C СЧЕТЧИК 3506-10 | Хиоки

ГлавнаяПродукция C СЧЕТЧИК 3506-10

Двухдиапазонный измеритель емкости 1 кГц/1 МГц для высокоскоростных испытаний керамических конденсаторов на производственных линиях

Измерители и анализаторы импеданса

Hioki LCR работают в диапазоне от 1 МГц до 3 ГГц и подходят для широкого спектра приложений при тестировании электронных компонентов.3506-10 представляет собой двухдиапазонный измеритель емкости, предназначенный для интеграции с автоматическими лентопротяжными машинами и сортировщиками для производства MLCC (многослойных керамических конденсаторов).

Основные характеристики

  • Время высокоскоростного аналогового теста 0,6 мс (при 1 МГц)
  • Повышенная помехоустойчивость и повышенная воспроизводимость точности измерений даже для производственных линий
  • Частота измерения 1 кГц и 1 МГц поддерживает стабильное тестирование низкой емкости с помощью ленточных машин
  • Функция BIN для удобного просмотра компонентов

Модель №(Код заказа)

3506-10 Частоты измерения: 1 кГц и 1 МГц

Этот продукт не поставляется с измерительными щупами или тестовыми приспособлениями. Пожалуйста, выберите и приобретите измерительный щуп или испытательные приспособления, подходящие для вашего приложения, отдельно. Для соединения RS-232C: Для соединения можно использовать перекрестный кабель.Можно использовать кабель RS-232C 9637 без аппаратного управления потоком.

Основные характеристики

Гарантированная точность: 1 год, гарантийный срок точности после настройки Hioki: 1 год

Датчики и приспособления для испытаний (13)

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ SMD 9699

Тип прямого подключения, Для измерения SMD с электродами внизу; От постоянного тока до 120 МГц, размеры тестового образца: 1.от 0 мм (0,04 дюйма) до 4,0 мм (0,16 дюйма) в ширину, макс. высота 1,5 мм (0,06 дюйма)

4-КОНТАКТНЫЙ ЗОНД L2000

Длина кабеля 1 м (3,28 фута), от 0 до 8 МГц, характеристики импеданса 50 Ом, конфигурация с 4 клеммами, измеряемый диаметр проводника: от 0,3 (0,01 дюйма) до 5 мм (0,20 дюйма)

4-КОНТАКТНЫЙ ЗОНД 9140-10

Длина кабеля 1 м (3.28 футов), от 0 до 200 кГц, характеристики импеданса 50 Ом, конфигурация с 4 клеммами, измеряемый диаметр проводника: от ø0,3 (0,01 дюйма) до 5 мм (0,20 дюйма)

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ SMD 9677

Тип прямого подключения, Для измерения SMD с боковыми электродами; От постоянного тока до 120 МГц, размеры тестового образца: 3,5 мм ± 0,5 мм (0,14 дюйма ± 0,02 дюйма)

КОНТАКТНЫЕ НАКОНЕЧНИКИ IM9902

Для замены наконечника на L2001, малый размер

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ 9261-10

Длина кабеля 1 м (3.28 футов), от 0 до 8 МГц, характеристика импеданса 50 Ом, конфигурация с 4 клеммами, измеряемый диаметр проводника: от ø0,3 (0,01 дюйма) до 1,5 мм (0,06 дюйма)

ПРОВЕРОЧНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ 9262

Тип прямого подключения, от 0 до 8 МГц, измеряемый диаметр проводника: ø0,3 (0,01 дюйма) до 2 мм (0,08 дюйма)

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ SMD 9263

Тип прямого подключения, от постоянного тока до 8 МГц, размеры тестового образца: 1 мм (0,000000от 04 дюймов) до 10 мм (0,39 дюйма)

4-КОНТАКТНЫЙ ЗОНД 9500-10

Длина кабеля 1 м (3,28 фута), от постоянного тока до 200 кГц, характеристики импеданса 50 Ом, измеряемый диаметр проводника: от φ0,3 мм (0,01 дюйма) до 2 мм (0,08 дюйма)

КОНТАКТНЫЕ НАКОНЕЧНИКИ IM9901

Для замены наконечника на L2001, обычного размера, в комплекте с L2001

Связь с ПК (1)

КАБЕЛЬ РАЗЪЕМА GP-IB 9151-02

Опции принтера (3)

БУМАГА ДЛЯ ПЕЧАТИ 1196

112 мм (4.41 дюйм) × 25 м (82,03 фута), 10 рулонов в комплекте

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ 9444

9-контактный — 9-контактный прямой, длина 1,5 м (4,92 фута)

ПРИНТЕР 9442

Для печати числовых значений Ширина бумаги 112 мм (4,41 дюйма), без маркировки CE

Как проверить конденсатор? Использование различных методов — все о технике

Как проверить конденсатор с помощью мультиметра? Различные методы проверки конденсаторов

В электронных схемах конденсатор является одним из наиболее часто используемых компонентов.При устранении неполадок в таких цепях необходимо знать , как проверить конденсатор .

В этой статье мы обсудим как проверить конденсатор на исправный, короткозамкнутый или разомкнутый состояние разными методами.

Перед проверкой конденсатора необходимо узнать о самом конденсаторе.

Конденсатор

Конденсатор представляет собой электронный компонент с двумя выводами, способный накапливать заряд в электрическом поле.Он состоит из двух металлических пластин, разделенных средой, известной как диэлектрик .

Когда конденсатор подключен к батарее, между металлическими пластинами возникает электрическое поле. Благодаря этому электрическому полю металлические пластины накапливают заряд.

Способность конденсатора накапливать заряд известна как емкость . Измеряется в фарадах и обозначается как F .

Клеммы конденсатора

Есть два вывода конденсатора i.е. положительная и отрицательная клемма, также известная как анод и катод соответственно.

В зависимости от полярности выводов есть два типа конденсаторов.

Полярные конденсаторы Конденсаторы Polar

, также известные как электролитические конденсаторы , используют электролит в качестве одного из выводов для увеличения емкости накопления заряда. Он имеет большую емкость по сравнению с неполярными конденсаторами.

Его пластины поляризованы i.е. две уникальные клеммы, известные как анод (положительный) и катод (отрицательный).

При использовании полярного конденсатора крайне важно проверить полярность его клеммы . На клемме анода всегда должно поддерживаться более высокое напряжение , чем на клеммах катода . Изменение полярности может повредить конденсатор и даже разрушить его.

Проще говоря, всегда подключайте плюс к плюсу, а минус к минусу аккумулятора.

Неполярный конденсатор

Неполярный конденсатор или неполяризованный конденсатор не имеет полярности . Между его терминалами нет никакой разницы. Оба вывода могут действовать как катод и анод.

Неполярные конденсаторы имеют очень низкую емкость в диапазоне от нескольких пикофарад до нескольких микрофарад.

Читайте также: Проверка транзистора для идентификации клемм, типа и состояния.

Нет положительных и отрицательных клемм.Клемма, подключенная к положительной клемме батареи, действует как анод. В то время как клемма, подключенная к отрицательной клемме аккумулятора, действует как катод. Изменение полярности батареи не влияет на конденсатор.

Визуальная идентификация клемм

Как известно, неполярные конденсаторы не имеют разных выводов. Таким образом, нет необходимости в идентификации его терминалов.

Однако крайне важно идентифицировать клеммы полярного электролитического конденсатора.

Первый метод

При изготовлении Анодная ветвь полярного конденсатора делается на длиннее по сравнению с катодной ветвью. Этот метод работает только тогда, когда конденсатор не используется. Второй метод работает как для новых, так и для бывших в употреблении конденсаторов.

Второй метод

Отрицательная клемма конденсатора указана на его корпусе с маркировкой «», указывающей на катодную ветвь .

Однако конденсаторы Polar SMD  имеют маркировку над положительной клеммой (анод) .

Различные методы проверки конденсаторов

Для проверки конденсатора необходимо удалить конденсатор из его цепи, если он есть в какой-либо цепи. Затем разрядите конденсатор, так как в нем может быть некоторый накопленный заряд. Это может повредить ваше испытательное оборудование.

Чтобы правильно разрядить конденсатор, подключите резистор между его выводами.Заряд рассеется через резистор.

Мультиметр — это важный инструмент, необходимый для проверки конденсатора . Ниже обсуждаются различные методы проверки конденсаторов с помощью мультиметра.

Проверка конденсатора с помощью проверки целостности цепи

Метод проверки целостности конденсатора показывает, является ли он открытым, коротким или исправным .

  • Удалите подозрительный конденсатор из цепи.
  • Разрядите с помощью резистора.
  • Установите мультиметр в режим непрерывности .
  • Поместите красный щуп мультиметра на анод, а черный (общий) щуп на катод конденсатора.
  • Если мультиметр показывает знак непрерывности ( звуковой сигнал или светодиод ), а затем он останавливается (показывает OL ). Значит конденсатор хороший .

Также читайте: Различия между конденсатором и батареей

  • Если конденсатор не показывает никаких признаков непрерывности, конденсатор разомкнут .
  • Если мультиметр издает непрерывный звуковой сигнал, конденсатор коротит и требует замены.
Проверка конденсатора с помощью теста сопротивления

Проверка сопротивления также используется для проверки конденсатора. Этот тест может выполнять как цифровой, так и аналоговый мультиметр. Метод остается одинаковым для обоих мультиметров.

  • Удалите конденсатор из цепи.
  • Разрядите конденсатор с помощью резистора.
  • Установите ручку мультиметра в режим высокого сопротивления (выше 10 кОм).
  • Поместите красный щуп на анодную клемму и черный щуп на катодную клемму конденсатора.
  • Показания сопротивления должны начинаться с некоторой точки посередине и начинаться с , увеличивая до бесконечности . Это показывает, что конденсатор хороший .

Также читайте: Как проверить диод и методы тестирования диода, светодиода и стабилитрона

  • Если конденсатор показывает высокое сопротивление даже после разряда, конденсатор разомкнут .
  • Если конденсатор показывает 0 или очень низкое сопротивление, это короткое замыкание .

Причина увеличения сопротивления в том, что изначально конденсатор заряжал от мультиметра. Таким образом, он позволяет току протекать (в этом случае омметр измеряет сопротивление ). Когда конденсатор получил полностью заряженный , он больше не пропускал ток. Из-за чего он выглядит как открытый путь ( бесконечное сопротивление )

Проверка конденсатора в емкостном режиме

Режим емкости — это уникальный режим цифровых мультиметров, используемый для измерения емкости.Если вы хотите проверить конденсатор с помощью этого метода, вам нужно знать, как считывать значение конденсатора.

Как прочитать значение конденсатора:

Электролитический конденсатор обычно указывает полное значение, как показано на рисунке ниже.

Однако значение керамического конденсатора записано в коде. Вы можете преобразовать/расшифровать его, используя его особый метод. Пример чтения керамического конденсатора приведен ниже.

Керамический конденсатор имеет номер 103 .

  • Первые две цифры являются значащими цифрами и записываются как есть. Например, 10 .
  • Третья цифра ‘ 3 ’ показывает множитель 10 3 . Таким образом, общая емкость равна 10*10 3 , что равно 10000 пФ .
  • Керамические конденсаторы измеряются в пикофарадах 10 -12 F .
  • Итак, емкость этого конденсатора равна 10 нФ .

Следующим шагом будет найти допуск . Это дает минимальный и максимальный диапазон, в котором емкость может отличаться от своего номинального значения.

Некоторые из стандартных значений допуска обозначаются буквами j, k, l, m и n для добавления/вычитания процента от 5,10,15,20 и 30 соответственно.

Теперь давайте перейдем к тесту измерения емкости.

  • Удалите конденсатор из цепи.
  • Разрядите конденсатор с помощью резистора.
  • Установите мультиметр в режим измерения емкости .
  • Некоторые модели мультиметров имеют специальные клеммы для измерения емкости.

 

  • Поместите щупы мультиметра на конденсатор.
  • Если измеренная емкость соответствует записанному значению (включая допуск) конденсатора, конденсатор исправен .
Проверка конденсатора по напряжению:

Способность конденсатора заключается в накоплении заряда, который отражается в виде напряжения на его выводах.

Этот тест показывает, может конденсатор удерживать заряд или нет. Если конденсатор хороший , он сохранит некоторый заряд. который появится как напряжение на своем выводе, и мы можем измерить его с помощью вольтметра .

Перед проверкой конденсатора на предмет напряжения необходимо узнать о номинальном напряжении конденсатора.

Номинальное напряжение конденсатора всегда указывается рядом с его значением емкости, как показано на рисунке ниже.

При зарядке конденсатора аккумулятором напряжение аккумулятора должно быть ниже номинального напряжения конденсатора. В противном случае конденсатор перегорит .

В этом тесте мы используем конденсатор номиналом 63 В с 12-вольтовой батареей.

  • Удалите конденсатор из цепи.
  • Определите клеммы и разрядите конденсатор с помощью резистора.
  • Подсоедините положительный аккумулятор к положительному, а отрицательный — к отрицательному полюсам конденсатора.( будьте осторожны  не прикасайтесь друг к другу клеммами аккумулятора)

  • Пусть зарядит на несколько секунд.
  • Извлеките аккумулятор.
  • Установите мультиметр в диапазон настройки вольтметра постоянного тока выше 12 вольт.
  • Запишите начальное мгновенное значение напряжения конденсатора.

  • если показание около 12 вольт, конденсатор исправен .
  • Если показания напряжения намного ниже 12 вольт, конденсатор неисправен и не может накопить достаточный заряд.
Как проверить конденсатор, вычислив его постоянную времени RC

Постоянная времени RC (обозначается греческим словом tau ‘τ’ ) — это время, в течение которого конденсатор заряжается до 63,2% приложенного напряжения.

Постоянная времени τ рассчитывается как сопротивление умножить на емкость :

τ = RC

В этом уравнении резистор R имеет известное значение, и мы измерим τ во время этого теста.

В этом тесте мы используем батарею 12 В с резистором 10 кОм . Мы соединили их последовательно с конденсатором. Мы используем вольтметр для измерения напряжения на конденсаторе и секундомер для измерения времени.

  • Настройте схему , как указано ниже.
  • Подсоедините клеммы аккумулятора, чтобы начать зарядку конденсатора.
  • Запустите секундомер, как только вы подключите клеммы аккумулятора.
  • Проверьте показания напряжения с помощью вольтметра.
  • Как только он достигает 63,2% от 12v (то есть 7,5v ). Засеките время на секундомере.

Также читайте: Цифровой логический вентиль И-НЕ (универсальный вентиль), его символы, схемы и детали ИС

Предположим, секундомер показывает 9 секунд .

  •   Используйте уравнение постоянной времени RC для расчета емкости.

С = τ/R

С = 9/10 3

С = 0,9 мФ = 900 мкФ

  • Сравните это расчетное значение емкости с указанным значением емкости.
  • Если разница очень мала, включая диапазон допуска от 10% до 20%. Конденсатор хороший .
  • Если рассчитанное значение емкости слишком мало, чем заданное значение. конденсатор плохой .
Визуальная проверка конденсатора

Вы можете определить неисправный конденсатор, просто наблюдая за его признаками.

Неисправный или поврежденный конденсатор будет иметь любой из следующих признаков.

Верхнее выпуклое вентиляционное отверстие:

В электролитических конденсаторах есть вентиляционное отверстие (не вентиляционное отверстие, а слабые места) в форме X, K, T сверху. Это сделано для сброса давления во время отказа конденсатора, чтобы избежать повреждения (взрыва) любых других компонентов.

При отказе электролит внутри конденсатора выделяет газ. Этот газ создает давление и ломает верхний вентиль. В результате иногда выпуклая вершина или электролитический разряд . Выделения имеют черный, оранжевый или белый цвет в зависимости от электролитических химикатов.

Выпуклое дно и приподнятый футляр

Иногда при выходе из строя конденсатора верхний вентиль не ломается. в таком случае внутреннее давление проходит через дно .Нижняя часть электролитического конденсатора покрыта резиной . Газ внутри выталкивает эту резину, в результате чего дно выпирает , а также поднимает корпус над печатной платой.

Керамические и поверхностные конденсаторы

Вы можете определить неисправный керамический конденсатор по следующим признакам.

  • имеет поврежденный корпус или отверстие в корпусе.
  • Любая из его ножек повреждена возле корпуса.
  • Трещины в корпусе.

Вы также можете прочитать:

Использование наклономера для измерения емкости » Electronics Notes

Одним из многих полезных измерений, которые может выполнять измеритель угла наклона сетки или осциллятор угла наклона сетки, является измерение емкости конденсатора.


Учебное пособие по измерителю наклона Включает:
Измеритель наклона / основы GDO Как пользоваться угломером / GDO Использование GDO для измерения индуктивности Использование GDO для измерения емкости Измерение резонансной частоты антенны Измерение электрической длины фидера


Несмотря на то, что номиналы конденсаторов обычно указаны на конденсаторах, иногда это может быть не видно или когда значение вызывает сомнение.

В этих случаях можно использовать измеритель угла наклона сетки для измерения значения конденсатора в сочетании с известной катушкой индуктивности.

Хотя катушки индуктивности не всегда легко найти, могут быть случаи, когда использование сеточных измерителей угла наклона для измерения емкости может оказаться очень полезным.

Как измерить емкость с помощью измерителя наклона сетки / генератора

Метод, используемый для измерения емкости неизвестного конденсатора с помощью измерителя угла наклона сетки, относительно прост.Используемый метод по существу такой же, как и для определения значения неизвестного индуктора. Он включает подключение известной катушки индуктивности параллельно неизвестному конденсатору для создания параллельного резонансного контура.

При подключении известной катушки индуктивности сеточный измеритель угла наклона или сеточный генератор угла наклона можно использовать обычным способом для определения резонансной частоты резонансного контура.

После того, как резонансная частота найдена, можно относительно просто вычислить номинал конденсатора.Его можно найти по формуле:

С=14Π2f2L

Где
    π = 3,142
    f = частота резонанса (т. е. точка максимального провала)
    C = номинал конденсатора в фарадах
    L = номинал дросселя в генри

?

Предыдущая страница Следущая страница

Другие тестовые темы:
Анализатор сетей передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра LCR-метр Измеритель наклона, ГДО Логический анализатор ВЧ измеритель мощности Генератор радиочастотных сигналов Логический пробник PAT-тестирование и тестеры Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI ГПИБ Граничное сканирование / JTAG Получение данных
    Вернуться в меню «Тест».. .

Измерители емкости — Все производители — eTesters.com

Показаны последние результаты 1 — 15 из 95 найденных продуктов.

  • Измеритель емкости

    E4981A — Keysight Technologies

    Измеритель емкости E4981A предлагает высокоскоростные и надежные измерения для тестирования керамических конденсаторов на производственных линиях. E4981A реализует возможности измерения емкости от малых до больших значений с точными измерениями.Измеритель емкости E4981A способствует повышению производительности испытаний, обеспечивая при этом превосходное качество компонентов для испытаний керамических конденсаторов.

  • Измеритель емкости

    Шэньчжэнь UYIGAO Electronic Technology Co., Ltd

    Измеритель емкости индуктивности

    — это своего рода стабильная производительность, безопасность и надежность, высокая точность портативного цифрового прибора с диапазоном ручного переключения 3 1/2. Может использоваться для измерения емкости, сопротивления, бета-увеличения триода и других функций

  • ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ

    C350 — Технология GME

    Это высококачественный цифровой измеритель емкости.Проверьте точность и состояние конденсаторов до 20 мФ, очень удобный инструмент практически для любого технического специалиста. Он отличается высокой точностью (0,5%) и 9 выбираемыми диапазонами. Также имеется ручка регулировки нуля для «обнуления» емкости измерительных проводов. Включает набор тестовых щупов и желтый резиновый чехол.

  • Измеритель емкости

    Чанчжоу Applent Instruments Inc.

    Это часть электронного испытательного оборудования, используемого для измерения емкости, в основном дискретных конденсаторов.В зависимости от сложности измерителя он может отображать только емкость или измерять ряд других параметров, таких как утечка, эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и индуктивность. Для большинства целей и в большинстве случаев конденсатор должен быть отключен от цепи; ESR обычно можно измерить в цепи.

  • Измерители емкости

    Lutron Electronic Enterprise Co., Ltd.

    Часть электронного испытательного оборудования, используемого для измерения емкости, в основном дискретных конденсаторов.В зависимости от сложности измерителя он может отображать только емкость или измерять ряд других параметров, таких как утечка, эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и индуктивность. Для большинства целей и в большинстве случаев конденсатор должен быть отключен от цепи; ESR обычно можно измерить в цепи.

  • Измеритель емкости

    Тенмарс Электроникс Ко., Лтд.

    *Дисплей: 3 1/2 цифровой с 0.86-дюймовый (22 мм) ЖК-дисплей * Диапазон: 0,1 пФ ~ 20 мФ (20000 мкФ) * Срывы и точность: * 200P ± (0,5% показаний + 1 цифра + 0,5 пФ) * 2000P/20n/200n/2u/20u/200u ± (0,5 % показ. +3 цифра)*20MF ± (2% +1 цифра)

  • Ручной измеритель емкости

    U1701B — Keysight Technologies

    Измерители емкости не всегда должны быть на столе. Они также не всегда должны напрягать ваш бюджет. Новый измеритель емкости U1701A компании Keysight теперь удобен для измерения емкости на ладони при выполнении выборочных проверок в производственном цеху или при проверках на станциях контроля или сортировки.Благодаря широкому диапазону измерений и функциям, облегчающим задачи сортировки, U1701A открывает новый уровень удобства в мире емкостных измерителей.

  • Портативные измерители емкости и LCR

    Серия U1700 — Keysight Technologies

    Необходимо выполнять ориентировочную проверку LCR на ходу? Измерители LCR U1731C/32C/33C позволяют измерять частоты до 100 кГц, что обычно имеется только у настольных измерителей.Получите лучшую помехоустойчивость и сэкономьте деньги с Option-SMD. Каждый заказ поставляется с Option-SMD, который состоит из удобного мягкого футляра для переноски и пинцета SMD для лучшей отдачи ваших денег. Пинцет SMD подходит для проведения измерений на компонентах SMD и используется с защитными клеммами на измерителе для лучшей помехоустойчивости.

  • Измеритель, портативный, емкость, диод, сопротивление, 20000 мкФ, 1999 г.

    72-8150 — Тенма

    Компактный прибор идеально подходит для измерения емкости конденсаторов при обслуживании и сборке.Быстро и точно измеряйте значения емкости до 20 мФ (20 000 мкФ) в девяти диапазонах и сопротивления до 2 000 МОм в девяти диапазонах.

  • Калибровка счетчика

    Калибровка Альянса

    АКСЕЛЕРОМЕТР ДАННЫЕ ВОЗДУХА МУЛЬТИМЕТР AMP METERBALOMETER BAROMETER METER ЕМКОСТИ CLAMP METER DLRO METER ЦИФРОВОЙ ТЕРМОМЕТР DUROMETER РАСХОДОМЕР ГИДРОННЫЙ МАНОМЕТР МАНОМЕТР ТЕРМОМЕТР МУЛЬТИМЕТР pH METER ТАХОМЕТР АНЕМОМЕТР

  • LCR-метр

    МРЦ ООО

    Измеритель LCR

    используется для измерения индуктивности (L), емкости (C) и сопротивления (R) электронных компонентов.

  • LCR-метр

    Шэньчжэнь UYIGAO Electronic Technology Co., Ltd

    Измеритель емкости индуктивности

    — это своего рода стабильная производительность, безопасность и надежность, высокая точность портативного цифрового прибора с диапазоном ручного переключения 3 1/2.Может использоваться для измерения емкости, сопротивления, бета-увеличения триода и других функций.

Как измерить емкость цифровым мультиметром

Цифровой мультиметр является универсальным инструментом для измерения различных электрических свойств. Помимо сопротивления, напряжения и тока, он также может измерять емкость. На самом деле, измерение емкости является одним из наиболее важных тестов, которые должен выполнять любой цифровой мультиметр.Но прежде чем мы перейдем к тому, как проверить емкость.

Что такое емкость?

Емкость электрического компонента или цепи — это его способность накапливать энергию. Конденсаторные машины собирают и хранят электроэнергию для последующего использования. На мультиметре вы увидите символ емкости, обозначаемый –| (–.

Итак, проверка емкости будет проверкой способности конденсатора накапливать электрический заряд на каждую единицу напряжения на его пластинах. Но как проверить емкость мультиметром?

Проверка емкости с помощью цифрового мультиметра

Вы можете проверить емкость с помощью цифрового мультимера, выполнив следующие простые шаги

Шаг 1. Включите кнопку набора номера

Найдите символ емкости и поверните циферблат.Если ваш мультиметр имеет только одну шкалу для проверки емкости, это означает, что он будет автоматически изменять диапазон. Если нет, то вам придется установить диапазон самостоятельно.

Шаг 2. Включите относительный режим

Чтобы уменьшить влияние емкости измерительных проводов, включите режим REL. Однако это есть не во всех мультиметрах. Нажмите кнопку, удерживая тестовые провода по отдельности. Это поможет предотвратить влияние емкости измерительных щупов на окончательное значение емкости.

Шаг 3. Подсоедините измерительные провода

Теперь подключите измерительные провода к клеммам цепи или компонентов. Убедитесь, что вы идентифицировали положительные и отрицательные клеммы, прежде чем вставлять щупы. Знак (+) обозначает положительный вывод, а знак (-) обозначает отрицательный вывод.

Если какой-либо из тестовых проводов длиннее другого, то более короткий является отрицательным. В большинстве случаев они будут иметь цветовую кодировку, то есть красный цвет для положительного и черный для отрицательного.

Шаг 4. Проверка напряжения

Считайте результат напряжения с конденсатора на дисплее мультиметра, затем используйте его для расчета емкости. Формула для расчета емкости по напряжению Q/V. Q представляет собой заряд, а V обозначает напряжение.

На дисплее мультиметра отобразится значение емкости, если оно попадает в установленный вами диапазон измерений. Если это значение больше диапазона измерения или конденсатор неисправен, появится OL.

Таким образом, вы успешно протестировали емкость. Это было не слишком сложно, не так ли?

Что такое конденсаторы и для чего они нужны?

Конденсатор — это компонент, который может накапливать электрическую энергию или заряд. Эта способность хранить электрическую энергию является причиной того, что он называется конденсатором. Он действует почти так же, как аккумуляторная батарея. Конденсаторы могут быть как маленькими, так и огромными, как те, которые используются в крупных отраслях промышленности. Однако, большие они или малые, все они выполняют одну и ту же работу, то есть сохраняют заряд.Конденсатор состоит из двух или более металлических пластин с параллельной проводимостью. Они расположены близко, но не подключены, так как должны быть электрически разделены. Воздух или другие сильные изоляторы, такие как керамика, слюда или вощеная бумага, являются хорошим вариантом для этого. Резина и немного жидкого геля, как и в случае с электролитическими конденсаторами, также могут это сделать. Диэлектрик – это изолирующий слой между пластинами конденсатора. Он отвечает за предотвращение протекания постоянного тока через конденсатор. Это позволяет напряжению всегда быть на двух пластинах конденсатора.

Что еще можно проверить с помощью мультиметра?

Мультиметры

— это очень универсальные устройства, которые, как правило, проверяют не только емкость, но и другие электрические свойства. Такими тестами являются три основных: сопротивление, напряжение и ток. Кроме того, он также может проверять непрерывность, частоту и даже температуру. Тем не менее, температура является прерогативой избранных мультиметров. Однако большинство мультиметров Fluke измеряют температуру. Чем больше тестов может сделать мультиметр, тем выше его цена.Как эксперт по электрике, вы должны беспокоиться о том, какой мультиметр HVAC вы можете использовать в своих гаджетах.

Что искать в мультиметре

Помимо возможности измерять емкость и различные другие электрические свойства, в мультиметре есть и другие параметры, которые вам необходимо учитывать. Универсальность — это всего лишь одна вещь, на которую стоит обратить внимание, поскольку вы не хотите иметь мультиметр, который может измерять только емкость. Вы должны искать точность, прочную конструкцию и упрощенное устройство, которое легко использовать.Прочная конструкция гарантирует, что вы будете владеть мультиметром долгое время. В то же время точность означает, что вам не придется сомневаться в достоверности результатов. В то время как большинство мультиметров относительно доступны, те, у которых есть функции премиум-класса, будут продаваться по привлекательным ценам, даже для мультиметра. Вот почему при покупке мультиметра необходимо учитывать вышеперечисленных действующих лиц.

Цифровой измеритель емкости

Цифровой измеритель емкости

Это простой измеритель емкости, с помощью которого можно легко измерить значение емкости.Есть несколько методов измерения емкости, когда-то емкость измерялась с помощью импедансного моста или наклономера. В последнее время типичные измерители емкости могут измерять емкость и некоторые дополнительные характеристики по вектору тока путем подачи переменного напряжения на Cx. В некоторых простых измерителях емкости используется метод интегрирования, измеряющий переходную характеристику RC-цепи. Есть несколько конструкторов, основанных на этом методе.

В этом проекте используется метод интеграции.Преимущество заключается в том, что результат может быть получен непосредственно в виде цифровых данных, поскольку он основан на измерении времени, точная аналоговая схема не требуется, а его калибровку можно легко выполнить с помощью микроконтроллера. Поэтому метод интегрирования подходит для измерителя емкости ручной сборки с высокой реализуемостью.

Переходный период

Явление проявляется до тех пор, пока состояние цепи не изменится на устойчивое после изменения состояния, называется Переходный процесс . Это одна из основных операций импульсной схемы.Когда переключатель на рисунке 1a разомкнут, конденсатор C будет заряжаться через регистр R, и напряжение V c будет изменяться, как показано на рисунке 1b. Чтобы изменить состояние цепи, изменение значения ЭДС E вместо этого также можно считать эквивалентным. Связь между прошедшим временем t и напряжением V C выражается в следующей форме.

———- (1)

Каждая единица измерения: t секунды, омы, C фарад и эпсилон — число Непера (примерно 2,72). Когда V C достигает V C1 , время t1 может быть выражено в следующей форме.

—— (2)

Это означает, что t1 пропорционально C. Таким образом, емкость можно рассчитать по времени заряда и любым другим фиксированным параметрам.

Оборудование

Для измерения времени заряда необходимы только компаратор напряжения, счетчик и некоторая связующая логика. Однако в этом проекте используется микроконтроллер (AT90S2313), чтобы упростить реализацию системы. На самом деле, я думал, что аналоговый компаратор в AVR бесполезен. Но я обнаружил, что вывод сравнения также можно использовать в качестве триггера захвата TC1.Это хорошая функция для такого использования 🙂
Интегральную схему можно упростить, как показано на принципиальной схеме. Пороговое напряжение формируется регистрами делителя. Это кажется нестабильным при проверке напряжения питания, однако время зарядки не зависит от напряжения питания. Вы обнаружите, что условия напряжения могут быть стерты при применении формы 2, V C1 /E термин определяется только коэффициентом деления. Это преимущество является сущностью микросхемы таймера NE555. Конечно, напряжение питания должно быть стабильным во время интегрирования.

Согласно фонду, достаточно измерить время интегрирования только с одним пороговым напряжением. Однако входное напряжение вблизи уровня земли не так сложно использовать по следующим причинам.

  • Напряжение не падает до 0 вольт. Напряжение конденсатора не разрядится до нуля. Требуется время, чтобы разрядить конденсатор до достаточно низкого напряжения для измерения. Это расширит интервал измерения. Напряжение насыщения на разрядном переключателе также увеличивает этот эффект.
  • Между началом зарядки и запуском таймера есть время. Это приведет к ошибке измерения. Это можно игнорировать в AVR, потому что для этой последовательности требуется только один тактовый цикл. Любой другой микроконтроллер может потребовать рассмотреть эту проблему.
  • Ток утечки на аналоговом входе. В соответствии с техническими данными AVR, ток утечки на аналоговом входе увеличивается вблизи нуля вольт. Это приведет к ошибке измерения.

Во избежание использования почти нулевого напряжения, два пороговых напряжения V C1 (0.17 В пост. тока) и V C2 (0,5 В пост. тока) и измеряют t2-t1 (0,5RC). Это поможет избежать проблем с авобе, а задержка/смещение компаратора также будет отменено. Что касается тока утечки, печатная плата должна содержаться в чистоте, чтобы свести к минимуму поверхностную утечку.

Напряжение питания формируется DC-DC преобразователем, питающимся от элемента AA 1,5В. Импульсный источник питания не подходит для измерительной цепи, но кажется, что на него не влияют пульсации напряжения, поскольку применяются два фильтра пульсаций. Я рекомендую использовать батарею 9V 6LR61 и 78L05 вместо , и не пропускать BOD, иначе вы будете поражены коллапом данных EEPROM.

Калибровка

При первом включении питания будут отображаться полный сегмент , «E4» и десять нескольких пФ. Это значение означает паразитную емкость цепи. Паразитная емкость может быть отключена переключателем SW1. Два эталонных конденсатора емкостью 1 нФ и 100 нФ необходимы для калибровки измерителя емкости. Если вы не смогли получить эталонные конденсаторы, вместо них можно использовать точные конденсаторы в пределах 1%. Этот измеритель емкости не имеет подстроечного потенциометра, он выполняет калибровку, считывая эталонный конденсатор и сохраняя значение регулировки усиления в полностью автоматическом режиме.

Для калибровки нижнего диапазона: Сначала отрегулируйте ноль с помощью SW1. Затем соедините контакты № 1 и № 3 разъема P1, установите эталонный конденсатор емкостью 1 нФ и нажмите SW1.

Для калибровки верхнего диапазона: Соедините контакты № 4 и № 6 разъема P1, установите эталонный конденсатор емкостью 100 нФ и нажмите SW1.

«E4» при включении питания означает, что значение калибровки в EEPROM было нарушено. Он никогда не будет отображаться, если однажды была выполнена калибровка. Что касается установки нуля, то она не сохраняется в EEPROM, она будет требоваться каждый раз при включении питания или подключении любого приспособления.

Использование

Автоматический выбор диапазона

Действие измерения запускается с интервалом 500 мс, подойдет только установка Cx на сокете. Каждое действие начинается с низкого диапазона (3,3 МОм). Если напряжение на конденсаторе Vc не достигло 0,5 В в течение 130 мс (> 57 нФ), разрядите конденсатор и перезапустите с высоким диапазоном (3,3 кОм). Если напряжение на конденсаторе не достигает 0,5 В пост. тока в течение 1 с (>440F), измерение прерывается и отображается «E2». Когда правильное время зафиксировано, емкость вычисляется и отображается.Значение отображается слева в памяти, на светодиодах отображаются только три цифры слева. Таким образом автоматически выбирается два диапазона измерения и один из восьми диапазонов отображения.

Экранирование

Последняя значащая цифра 0,1 пФ при малой емкости менее 100 пФ. Любое изменение паразитной емкости влияет на точность измерения. Я использовал наполовину обрезанную выжигаемую розетку. Он может вместить большинство свинцовых конденсаторов и чип-конденсаторов. Механизм зондирования влияет на точность измерения, по возможности не следует использовать длинный провод для подключения Cx.Для повышения стабильности эффективен металлический корпус или металлический кожух, как показано на верхнем изображении.

Смещение напряжения

Керамические конденсаторы с высокой диэлектрической проницаемостью, емкость которых зависит от напряжения смещения и температуры. При измерении конденсаторов при смещении постоянного тока см. левое изображение.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.