Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Делимся опытом » Как просто определить емкость конденсатора подручными средствами
Количество просмотров: 59398
Комментарии к статье: 5


Как просто определить емкость конденсатора подручными средствами


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?

Конденсатор с неизвестной емкостью

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.

Заряд конденсатора

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.

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.

Схема для определения емкости 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.

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.

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.

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. 

Смотрите также: Как правильно пользоваться мультиметром

Андрей Повный 

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Делимся опытом

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Как рассчитать и подобрать гасящий конденсатор
  • Бутстрепный конденсатор в схеме управления полумостом
  • Простая RC-цепь для задержки прямоугольных импульсов
  • Управление затвором MOSFET и IGBT, затворный резистор, шунтирующий конденса ...
  • Как выбрать конденсаторы для подключения однофазного и трехфазного электрод ...
  • Как измерить емкость аккумулятора и перевести фарады в ампер-часы
  • Как определить неисправность конденсаторов
  • Как правильно заменить конденсатор
  • Внутреннее сопротивление аккумулятора
  • RCD-снаббер - принцип работы и пример расчета
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Делимся опытом

    Электроизмерительные приборы, Технические характеристики, Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Михаил |

    Простые принципы позволяют решать будничные задачи без необходимости покупать дорогостоящие приборы.

      Комментарии:

    #2 написал: Евгений |

    Предлагаю проводить измерения не зарядом, а разрядом конденсатора.
    Дело в том, что если конденсатор плохинький (с увеличиным током утечки), то во время заряда часть полезной Энергии будет расходоваться на компенсацию токов утечки. А мы наизмеряем емкость гораздо большую реальной. Спасибо!

      Комментарии:

    #3 написал: Анна |

    На конденсаторе написано 10 микрофарад, он в схеме, измеряя его емкость, мультиметр показывает 15 микрофарад! Это нормально, что завышены показания, т.к. обычно они были чуть занижены ранее?

      Комментарии:

    #4 написал: Сергей Иванов |

    Многие цифровые вольтметры включают возможность измерения емкости. Обычно они работают, заряжая и разряжая конденсатор известным током и измеряя скорость изменения напряжения. Чем медленнее скорость нарастания напряжения, тем больше измеряемая емкость. Цифровые мультиметры обычно измеряют конденсаторы в диапазоне от нанофарад до нескольких сотен микрофарад. В более сложных приборах используются другие методы, такие как измерение емкости конденсатора путем подключения его к измерительной мостовой схеме. Изменяя значения компонентов в других ветвях моста, мост переходит в сбалансированное состояние, то есть состояние, в котором мы можем определить значение емкости неизвестного конденсатора по известным значениям компонентов в трех ветвях моста. Мост также может измерять другие параметры (последовательное сопротивление и индуктивность) по мере необходимости. Мостовые устройства могут измерять емкость от пикофарад до единиц фарад. 

      Комментарии:

    #5 написал: Михаил |

    Есть несколько способов определить емкость конденсатора подручными средствами:

    1. Метод зарядки и разрядки: необходимо подключить конденсатор к известному сопротивлению и источнику питания. Затем, используя мультиметр, можно измерить время зарядки и разрядки конденсатора и вычислить емкость по формуле C=Q/U, где С - емкость, Q - заряд конденсатора, U - напряжение на конденсаторе.

    2. Метод резонанса: подключите конденсатор к известной катушке индуктивности и генератору переменного тока. Изменяя частоту генератора, найдите резонансную частоту, при которой конденсатор и катушка имеют максимальное сопротивление. Затем, используя формулу резонансной частоты L=1/(4π^2Cf^2), где L - индуктивность катушки, С - емкость конденсатора, f - частота генератора, можно вычислить емкость конденсатора.

    3. Метод использования ёмкостного моста: подключите конденсатор к ёмкостному мосту и настройте его на баланс. Затем, используя известные значения других ёмкостей и сопротивлений в мосту, можно вычислить емкость неизвестного конденсатора.

    Важно помнить, что эти методы могут давать только приблизительные результаты и точность измерений может зависеть от качества используемых инструментов.

    Цитата: Анна
    На конденсаторе написано 10 микрофарад, он в схеме, измеряя его емкость, мультиметр показывает 15 микрофарад! Это нормально, что завышены показания, т.к. обычно они были чуть занижены ранее?

    Да, возможно, что мультиметр показывает завышенное значение емкости конденсатора. Это может быть связано с различными факторами, такими как точность мультиметра, возможная погрешность измерения, температурные условия и прочее. Однако, если значение емкости близко к заявленному значению на конденсаторе (в данном случае 10 микрофарад), то это не должно вызывать особых проблем в работе схемы, так как конденсаторы имеют допустимую погрешность изготовления. Если же значение емкости на мультиметре отличается существенно от заявленного, то стоит проверить работу мультиметра и повторить измерение.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.