интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Как определить емкость конденсатора. Напряжение конденсатора через емкость


Как определить емкость конденсатора - Всё о электрике в доме

Иногда, когда на конденсаторе отсутствует маркировка или нет доверия к указанным на его корпусе параметрам, требуется как-то узнать реальную емкость. Но как это сделать, не имея специального оборудования?

Как определить емкость конденсатора

Безусловно, если под рукой есть мультиметр с возможностью измерения емкости или C-метр с подходящим диапазоном измерения емкостей, то проблема перестает быть таковой. Но что же делать, если в наличии только простой бытовой мультиметр и какой-нибудь блок питания, а измерить емкость конденсатора необходимо здесь и сейчас? На помощь в этом случае придут известные законы физики, которые позволят с достаточной степенью точности измерить емкость.

Рассмотрим сначала простой способ измерения емкости электролитического конденсатора подручными средствами. Как известно, при заряде конденсатора от источника постоянного напряжения через резистор, имеет место закономерность, по которой напряжение на конденсаторе станет экспоненциально приближаться к напряжению источника, и в пределе когда-нибудь, наконец, его достигнет.

Как определить емкость конденсатора

Но чтобы долго не ждать, можно задачу себе упростить. Известно, что за время, равное 3*RC, напряжение на конденсаторе в процессе зарядки достигнет 95% напряжения, приложенного к RC-цепочке. Значит, зная напряжение блока питания, номинал резистора, и вооружившись секундомером, можно легко измерить постоянную времени, а точнее — троекратную постоянную времени для большей точности, и вычислить затем емкость конденсатора по известной формуле.

Как определить емкость конденсатора

Для примера рассмотрим далее эксперимент. Допустим, есть у нас электролитический конденсатор. на котором присутствует какая-то маркировка, но мы ей не особо доверяем, так как конденсатор давно валялся в закромах, и мало ли высох, в общем нужно измерить его емкость. Например, на конденсаторе написано 6800мкф 50в, но нужно узнать точно.

Шаг №1. Берем резистор номиналом 10кОм, измеряем его сопротивление мультиметром, поскольку своему мультиметру в этом эксперименте мы будем изначально доверять. Например, получилось сопротивление 9840 Ом.

Шаг №2. Включаем блок питания. Поскольку мультиметру мы доверяем больше, чем калибровке шкалы (если таковая имеется) блока питания, переводим мультиметр в режим измерения постоянного напряжения, и подключаем его к выводам блока питания. Выставляем напряжение блока питания на 12 вольт, чтобы мультиметр точно показал 12,00 В. Если напряжение блока питания не регулируется, то просто замеряем его и записываем.

Шаг №3. Собираем RC-цепочку из резистора и конденсатора, емкость которого нужно измерить. Конденсатор закорачиваем на время так, чтобы его легко можно было раскоротить.

Шаг №4. Подключаем RC-цепочку к блоку питания. Конденсатор все еще закорочен. Измеряем мультиметром еще раз напряжение, подаваемое на RC-цепочку, и фиксируем это значение для верности на бумаге. К примеру, оно так и осталось 12,00 В, или таким же, каким было в начале.

Шаг №5. Вычисляем 95% от этого напряжения, например если 12 вольт, то 95% — это 11,4 вольта. Теперь мы знаем, что за время, равное 3*RC, конденсатор зарядится до 11,4 В.

Как определить емкость конденсатора

Шаг №6. Берем в руки секундомер, и раскорачиваем конденсатор, начинаем одновременно отсчет времени. Фиксируем время, за которое напряжение на конденсаторе достигло 11,4 В, это и будет 3*RC.

Шаг №7. Производим вычисления. Получившееся время в секундах делим на сопротивление резистора в омах, и на 3. Получаем значение емкости конденсатора в фарадах.

Например: время получилось 220 секунд (3 минуты и 40 секунд). Делим 220 на 3 и на 9840, получаем емкость в фарадах. В нашем примере получилось 0,007452 Ф, то есть 7452 мкф, а на конденсаторе написано 6800 мкф. Таким образом, в допустимые 20% отклонение емкости уложилось, поскольку составило примерно 9,6%.

Но как быть с неполярными конденсаторами малых емкостей? Если конденсатор керамический или полипропиленовый, то здесь поможет переменный ток и знание о емкостном сопротивлении.

Как определить емкость конденсатора

К примеру, есть конденсатор, емкость его предположительно несколько нанофарад, и известно, что в цепи переменного тока работать он может. Для выполнения измерений потребуется сетевой трансформатор со вторичной обмоткой, скажем, на 12 вольт, мультиметр, и все тот же резистор на 10 кОм.

Шаг №1. Собираем RC-цепь, и подключаем ее ко вторичной обмотке трансформатора. Затем включаем трансформатор в сеть.

Шаг №2. Измеряем мультиметром переменное напряжение на конденсаторе, затем — на резисторе.

Как определить емкость конденсатора

Шаг №3. Производим вычисления. Сначала вычисляем ток через резистор, — делим напряжение на нем на значение его сопротивление. Поскольку цепь последовательная, то переменный ток через конденсатор точно такой же величины. Делим напряжение на конденсаторе на ток через резистор (ток через конденсатор такой же), получаем значение емкостного сопротивления Хс. Зная емкостное сопротивление и частоту тока (50 Гц), вычисляем емкость нашего конденсатора.

Например: на резисторе 7 вольт, а на конденсаторе 5 вольт. Мы посчитали, что ток через резистор в этом случае 700 мкА, следовательно и через конденсатор — такой же. Значит емкостное сопротивление конденсатора на частоте 50 Гц составляет 5/0,0007 = 7142,8 Ом. Емкостное сопротивление Xc = 1/6,28fC, следовательно C = 445 нф, то есть номинал 470 нф.

Описанные здесь способы являются весьма грубыми, поэтому применять их можно только тогда, когда других вариантов просто нет. В иных случаях лучше пользоваться специальными измерительными приборами.

Электрик Инфо — электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.

Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.

Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.

Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+

Перепечатка материалов сайта запрещена.

Как определить емкость конденсатора

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

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

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

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

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

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

Проверка конденсатора мультиметром

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

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

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

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

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

Проверка конденсаторов стрелочным тестером

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

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

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

Проверка переменным напряжением

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

Проверяем емкость конденсатора

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

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

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

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

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

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

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

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

Как проверить емкость конденсатора мультиметром

Изложенная тема для такого вопроса: «Как проверить конденсатор мультиметром «,- относится как бы к основным вопросам раздела электротехники.

Ведь какую бы мы не ремонтировали бытовую технику, у нас возникает почти одна и та же проблема:

  • где достать конденсатор;
  • с какой ненужной схемы можно выпаять конденсатор;
  • как правильно подобрать конденсатор;
  • как правильно составить батарею для определенной емкости из отдельных конденсаторов;
  • как правильно подключить конденсатор к концам проводов обмоток статора электродвигателя.

Как определить емкость конденсатора

измерение емкости конденсатора

Для людей которые не заинтересованы в ремонте бытовой техники либо у кого есть возможность приобрести новую технику взамен неисправной,- предпочитают просто выбросить сломавшуюся бытовую технику или продать ее за незначительную денежную сумму.

Кто старается жить по экономнее,- такие люди вкладывают свои знания в проведении ремонта бытовой техники, то есть дают возможность второго дыхания неисправной технике.

Как устроен конденсатор

В начале нам необходимо будет получить представление о самих конденсаторах.

Как определить емкость конденсатора

Как нам известно из раздела электротехники, простейший конденсатор рис.1 состоит из двух металлических пластин 1; 2 представляющих из себя электроды.

Между пластинами конденсатора помещается диэлектрик 2 .

Как определить емкость конденсатора

Диэлектрики для конденсаторов бывают:

и другие. По своему внешнему виду конденсаторы исполняются:

Электрическая емкость конденсатора

Единицей измерения емкости конденсатора принята величина — фарад Ф. По свойствам накопления определенного количества электричества, конденсаторы имеют следующие емкости для их измерения:

Емкость измеряемая в фарадах — наибольшая емкость. Емкость накопления зарядов на обкладках конденсатора измеряемая в пикофарадах — наименьшая емкость.

В практике по ремонту бытовой техники используются конденсаторы со следующей емкостью:

Каждый тип конденсатора определяется по трем значениям, это:

  1. емкость конденсатора;
  2. номинальное значение напряжения рабочее напряжение;
  3. допуск отклонение значения емкости конденсатора.

Основные два значения емкость и рабочее напряжение необходимо учитывать при проведении ремонта бытовой техники,- связанного с заменой конденсатора.

Как измерить емкость конденсатора

Мультиметры имеют различный диапазон измерения как для емкости конденсаторов так и для измерения других величин, таких как:

  • сопротивление;
  • переменное напряжение;
  • постоянное напряжение;
  • сила тока при переменном напряжении;
  • сила тока при постоянном напряжении;
  • наличие проводимости транзистора эмиттер — коллектор — база;
  • проводимость диода анод — катод;
  • измерение температуры допустим радиатора силового транзистора.

Итак, допустим Вам необходимо проверить конденсатор МБГО 160В емкостью 2 микрофарад.

Диапазон для измерения емкости конденсаторов Вашего прибора «цифровой мультиметр» к примеру составляет от 2000 пикофарад до 20 микрофарад и соответственно имеет следующие позиции для переключения:

2000 пикофарад — 20 нанофарад — 200 нанофарад — 2 микрофарад — 20 микрофарад.

Ваш прибор необходимо для этого выставить в позицию двоечка два микрофарад. Ножки конденсатора вставляются в гнездо мультиметра для измерения емкости либо в гнездо вставляется сделанная вручную штепсельная вилка и от штепсельной вилки подсоединяются два тонких гибких провода, на концах которых припаиваются щупы.

При исправном конденсаторе, дисплей прибора будет указывать на наличие данной емкости указанной на конденсаторе. При неисправном конденсаторе, дисплей прибора будет указывать либо на недостаточную емкость либо на отсутствие емкости вообще.

К примеру обкладки плоского конденсатора при скачке напряжения могут замкнуться накоротко. Когда допустим включаем неисправный сетевой фильтр удлинитель,- мы замечаем, что автоматы защитного отключения в помещении отключаются в связи с неисправностью сетевого фильтра, а точнее — конденсатора.

Следующий пример. Необходимо проверить емкость конденсатора К76-22-2, номинальное значение напряжения- 160В, 6 микрофарад.

В этом примере, цифровой мультиметр выставляется в диапазоне от 2 микрофарад до 20 микрофарад,- так как после двойки следующим числом является число- двадцать. Для измерения емкости конденсатора — 6 микрофарад, величина измеряемой емкости подпадает под данный диапазон измерения.

Другой пример из практики. Сломался адаптер, зарядное устройство для зарядки аккумулятора шуруповерта. В результате проведенной диагностики была установлена причина неисправности конденсатора — 470 микрофарад, 35 В. То есть обкладки конденсатора были между собой замкнуты. Как подобрать и проверить емкость конденсатора? Если в наличии у Вас имеется цифровой мультиметр с диапазоном измерений до 20 микрофарад? — Выполнить такое измерение невозможно.

Поэтому и надо учитывать при приобретении прибора именно тот прибор у которого имеется более широкий диапазон для измерения емкости конденсаторов.

Как определить емкость конденсатора

На фотоснимке изображен цифровой мультиметр с более широким диапазоном для измерения емкости конденсаторов. Остальные выполняемые действия для измерения:

  • переменного напряжения;
  • постоянного напряжения

и так далее,- здесь отсутствуют. Какой именно необходимо выбрать цифровой мультиметр? — здесь конечно же должна учитываться Ваша специализация.

Источники: http://electrik.info/main/master/1124-kak-opredelit-emkost-kondensatora.html, http://elektt.blogspot.ru/2017/03/proverka-kondensatora.html, http://zapiski-elektrika.ru/elektrotexnika/izmerenie-emkosti-kondensatora.html

electricremont.ru

Что такое емкость конденсатора? :: SYL.ru

Конденсатор является одной из самых важных частей любой мало-мальски сложной схемы. Наибольшую ценность для нас представляет его емкость. Что это такое? Как она измеряется? Какие есть нюансы? Эти, а также и другие вопросы будут рассмотрены в рамках статьи.

Это название характеристики проводника, которая обозначает возможность накопления электрического заряда. В теории электрических цепей так называют взаимную ёмкость, существующую между двумя разными проводниками. Она определяется как соотношение размера заряда к разности потенциалов между ними.

Измерение емкости

Международная система единиц для обозначения использует фарады, а СГС – сантиметры. Одиночный проводник имеет ёмкость, которая равна отношению заряда к потенциалу. При этом считается, что все другие подобные устройства находятся на бесконечном расстоянии и что их потенциал равен нулю.

Что такое конденсатор?

Это двухполюсник, обладающий переменным или определенным значением ёмкости и малой проводимостью. Данное устройство может копить заряд и энергию электрического поля. Конденсатор относится к пассивным электронным компонентам. Его примитивная конструкция может иметь два электрода, выполненных в форме пластин, которые разделены диэлектриком. Последний имеет малую толщину (если сравнивать его с обкладками). Но на практике широкое распространение нашли устройства, которые обладают многослойными диэлектриками и электродами. Они могут быть выполнены в виде ленты, где чередуются обе части, или сворачиваются в параллелепипед, у которого скруглены четыре ребра, или цилиндр.

Ёмкость

Давайте более детально рассмотрим этот параметр. Напомню, что он характеризирует возможность накапливания конденсатором электрического заряда. На приборы всегда наносят номинальную ёмкость. А вот реальная может сильно варьироваться в зависимости от многих факторов. Данный показатель говорит о реальных электрических свойствах. Он может быть размером как в несколько единиц пикофарад, так и в тысячи микрофарад. Отдельный класс конденсаторов (ионисторы) могут похвастаться значениями вообще в несколько фарад. Отдельного внимания заслуживает каждый тип, но в конце будет рассмотрен только плоский как пример реализации. Чтобы получить большую емкость, чем есть в наличных конденсаторах, их соединяют параллельно. Напряжение между обкладками у них всегда одинаковое. Чтобы получить ёмкость батареи, необходимо просуммировать характеристики каждого из конденсаторов. Если устройства, расположенные параллельно, имеют ещё и одинаковое расстояние между своими обкладками, и их диэлектрики действуют по одному принципу, то они все рассматриваются как одно целое. Для достижения одинаковых зарядов необходимо устройства соединять последовательно. В таких случаях емкость будет всегда меньше, чем у конденсатора с минимальным значением. Но и возможность пробоя значительно уменьшается благодаря тому, что на одно устройство приходится только часть потенциала источника напряжения. При одинаковой площади обкладок все конденсаторы представляются в виде одного большого прибора.

Удельная ёмкость

Это соотношение ёмкости к массе или объему диэлектрика. Чем он тоньше, тем выше будет показатель. Негативной стороной повышения удельной ёмкости является то, что возрастают риски пробоя.

Плотность энергии

Она зависит от особенностей конструктивного исполнения электролитического конденсатора. Максимальная плотность бывает исключительно у больших конденсаторов. Это возможно благодаря тому, что масса корпуса является небольшой сравнительно с весом электролита и обкладок.

Давайте рассмотрим конденсатор EPCOS B4345. Он обладает емкостью в 12 000 мкФ. Максимально допустимое напряжение составляет 450 В. А общая масса равняется 1 килограмму и 900 граммам! При этом плотность энергии достигает показателя в 639 (845) Дж/кг (Дж/л). Где же могут найти себе применение конденсаторы с такими характеристиками? Иметь параметры указанного размера нужно там, где устройство необходимо использовать как накопитель энергии, чтобы в последующем резко её освободить. Пример использования – пушка Гаусса.

Емкость плоского конденсатора

Как и было обещано ранее, сейчас рассмотрим пример. Для начала давайте ознакомимся с одной небольшой формулой:

ЕПК=ДП*ЭП*П/Р, где

  • ЕПК – емкость плоского конденсатора.
  • ДП – диэлектрическая проницаемость среды, которая заполняет пространство, находящееся между пластинами. В вакууме этот показатель равен единице.
  • Р – расстояние между пластинами конденсатора.
  • ЭП – электрическая постоянная. Численно она равна 8,854187817·10−12 Ф/м (справедливо в случаях, когда Р значительно меньше линейного размера пластин).
  • П – площадь металлической пластины, которая расположена в конденсаторе.

Давайте подведём итог уравнения. Из преведенной выше формулы можно сделать заключение, что емкость у плоских конденсатором напрямую зависит от размера устройства, его формы, а также диэлектрической проницаемости. Учтобы создать прибор с большей характеристикой, необходимо будет сделать два действия:

  • уменьшить толщину слоя диэлектрика в устройстве;
  • увеличить площадь пластин, которые используются в конденсаторе.

Опасность разрушения

Взрывом электролитического конденсатора опытного практика удивить сложно. В качестве причины выхода из строя чаще всего называют перегрев устройства, который происходит из-за утечки или увеличения последовательного эквивалентного сопротивления. В повседневной жизни часто с таким встречаются владельцы компьютеров, у которых конденсаторы находятся около источников повышенного тепловыделения (в роли которых часто выступают радиаторы охлаждения). Чтобы избежать повреждения других деталей, а также травматизма, во многих моделях имеется вышибной предохранительный клапан. Также может быть нанесена насечка корпуса. Когда происходит повышение внутреннего давления, то пробой совершается, как правило, в помеченном месте. Это из-за того, что вырваться в данной точке энергии значительно легче. При этом обычно обходится без взрыва.

Применение на практике

Какую особенность имеет емкость конденсатора на практике? Она необходима в случаях, когда необходимо выбросить значительное количество энергии. В видимом для нас спектре их практическое применение обычно является незаметным. Но всё же можно убедится, что всё именно так. Примером этого являются случаи, когда емкость конденсатора используется в рельсотронах или других подобных устройствах. Главное в них – высвободить за доли секунд значительные объемы энергии, которые при этом будут двигаться в направлении, указанном человеком.

Заключение

Вот и закончен обзор ёмкости конденсатора – самого важного параметра данного устройства. Чем большая ёмкость конденсатора используется, тем осторожнее требуется работать с ним на практике. Так, старые устройства, которые изготавливались в герметичных оболочках, при внезапном выходе из строя могут нанести значительные повреждения человеку. Подобные замечания можно высказать и относительно дешевых конденсаторов, которые привозят к нам из Китая.

www.syl.ru

Конденсатор (ёмкость) - радиоэлемент | Meanders.ru

Конденсатор (ёмкость) –элемент, способный накапливать электромагнитную энергию в собственном электрическом поле, образуемом обкладками конденсатора. Обозначается – С. Напряжение и ток на его контактах связано зависимостью:

Величина ёмкости измеряется в фарадах (Ф).

1 фарада – это величина такой ёмкости, на которой имеет место падение напряжения 1 вольт при наличии заряда в ёмкости 1 кулон.

1 фарада – очень большая величина, поэтому применяемые в технике конденсаторы имеют величины: — пикофарад – 10-12; нанофарад – 10-9; микрофарад – 10-6.

Процессы, происходящие в конденсаторе на временном графике при подключении конденсатора к источнику прямоугольного однополярного сигнала, показаны на рисунке.

Из рисунка видно, что в момент подачи прямоугольного импульса источника тока (красный), напряжение на выводах конденсатора (фиолетовый) сначала равно нулю и с изменением времени увеличивается по экспоненте – конденсатор заряжается, а ток конденсатора (зелёный) наоборот сначала максимален, но потом по мере заряда уменьшается по экспоненте. При пропадании импульса, напряжение на выводах конденсатора уменьшается по экспоненте – конденсатор разряжается, а ток, изменивший полярность сначала максимален, и по мере разряда уменьшается из отрицательной области до нуля. Скорость изменения напряжения и тока зависит от значения ёмкости. Чем больше ёмкость, тем медленнее они изменяются (экспонента более вытянута по времени). Напряжение и ток на нагрузочном резисторе ведут себя одинаково, и изображены на временном графике оранжевым цветом. Их взаимосвязь описывается законом Ома.

Фактически, мы рассмотрели «четырёхполюсник» состоящий из конденсатора и резистора, который называют дифференцирующей цепочкой.

Дифференцирующая цепочка применяется для преобразования прямоугольных импульсов большой длительности в прямоугольные импульсы малой длительности. Чтобы, Вам было понятнее, дифференцирующая цепочка и преобразование импульса изображены на следующем рисунке.

Вслед за дифференцирующей цепочкой устанавливается пороговое устройство, не пропускающее через себя всё, что ниже по амплитуде установленного порога, с выхода порогового устройства, срезанные импульсы поступают на усилитель-ограничитель, который усиливает «кривой» импульс и ограничивая его амплитуду «сверху» пропускает его на выход.

Кроме функции преобразования прямоугольных импульсов, дифференцирующая цепочка может применяться в качестве фильтра высоких частот (ФВЧ). Конденсатор – инертный элемент. Если к конденсатору с большой ёмкостью приложить переменное напряжение низкой частоты, в силу своей инертности, ёмкость будет не способной пропустить через себя ток, ведь конденсатору сначала надо будет зарядиться, а потом отдавать заряд. Свойство конденсатора сопротивляться переменному электрическому току называют реактивным сопротивлением конденсатора, которое используется при конструировании частотных фильтров и колебательных контуров. Реактивное сопротивление конденсатора обозначается Xc или Zc и измеряется в Омах. Реактивное сопротивление конденсатора связано с собственной ёмкостью и частотой тока выражением:

Из формулы видно, что реактивное сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте. Другими словами, чем выше частота, тем меньше реактивное сопротивление конденсатора.

Теперь представьте, что дифференцирующая цепь, это – описанный на сайте делитель напряжения, где вместо первого резистора выступает конденсатор. А мы из формулы теперь знаем, что конденсатор легко пропускает высокие частоты – его сопротивление минимально и плохо пропускает низкие частоты – его сопротивление максимально. В радиоэлектронике, когда рассчитывают частотные фильтры, то считают характеристикой фильтра – частоту среза, которая определяется как значение частоты сигнала, на котором амплитуда выходного сигнала уменьшается (затухает) до значения 0,7 от входного сигнала. Чтобы было понятнее, изображу это на рисунке.

То, что изображено, называется амплитудно-частотной характеристикой, или сокращённо — АЧХ. Для фильтра высоких частот соответствует АЧХ фиолетового цвета, и частота среза равная значению f2.

Зная, как рассчитывается делитель напряжения и реактивное сопротивление конденсатора на определённой частоте, Вы элементарно можете рассчитать простейший г-образный фильтр высокой частоты на конденсаторе и резисторе.

Если в дифференцирующей цепочке поменять местами конденсатор и резистор, то мы получим – интегрирующую цепочку. Все процессы в интегрирующей цепочке происходят точно так же, как и в дифференцирующей. Временные графики, показанные на первом рисунке абсолютно справедливы для интегрирующей цепочки. Отличие заключается в том, что выходным элементом является не резистор, а конденсатор. Поэтому, на выходе интегрирующей цепи будут не остроконечные дифференцированные импульсы (зелёного цвета), а импульсы напряжения, которое присутствует на выводах конденсатора (фиолетового цвета). Ну а если дифференцирующая цепочка – это фильтр высоких частот, то интегрирующая цепочка – это фильтр низких частот (ФНЧ). И рассчитывается он так же, через делитель напряжения. Для фильтра низких частот соответствует АЧХ на рисунке — оранжевого цвета, и частота среза равная значению f1.

Cледует добавить, частотные фильтры, выполненные на конденсаторах и резисторах имеют пологую амплитудно-частотную характеристику. Другими словами у таких фильтров слабо выражен частотный срез. Более качественный срез имеют фильтры состоящие из конденсаторов и катушек индуктивности (дросселей), но об этом позже, когда изучим катушку индуктивности.

Параллельное соединение конденсаторов

Общая ёмкость конденсаторов при параллельном соединении равна их сумме.

   ,       

Последовательное соединение конденсаторов

Величина, обратно пропорциональная общей ёмкости конденсаторов при последовательном соединении равна сумме величин, обратно пропорциональных их ёмкости.

   ,    

Для двух последовательно соединенных конденсаторов их общая ёмкость равна:

meanders.ru


Каталог товаров
    .