כיצד לקבוע בקלות את הקיבול של קבל באמצעות כלים זמינים

לפעמים כשהוא פועל קבלים אין שום סימון או שום אמון בפרמטרים המצוינים בתיק שלו, זה נדרש איכשהו לברר את היכולת האמיתית. אבל איך לעשות זאת ללא ציוד מיוחד?

כמובן שאם בהישג יד יש מולטימטר עם היכולת למדוד קיבול או מד C עם מגוון מתאים למדידות קיבול, אז הבעיה מפסיקה להיות כזו. אבל מה לעשות ולו רק מודד ביתי פשוט וקצת ספק כוח, אבל האם יש צורך למדוד את הקיבול של קבל כאן ועכשיו? במקרה זה, חוקי הפיזיקה הידועים יבואו להצלתם, שיאפשרו מדידת קיבול במידה מספקת של דיוק.

ראשית, אנו שוקלים דרך פשוטה למדידת הקיבול של קבל אלקטרוליטי באמצעות כלים זמינים. כידוע, בעת טעינת קבלים ממקור מתח קבוע דרך נגן, יש תבנית שלפיה המתח על הקבל יתקרב באופן אקספוננציאלי למתח המקור, ובגבול, יום מן הימים, הוא יגיע אליו סוף סוף.

אך כדי לא לחכות זמן רב, תוכלו לפשט את המשימה שלכם. ידוע שבמשך זמן השווה ל- 3 * RC, המתח על הקבל בזמן הטעינה יגיע ל 95% מהמתח המופעל על מעגל ה- RC. לכן, בידיעת המתח של יחידת אספקת החשמל, דירוג הנגד, וחמוש עם שעון עצר, אתה יכול בקלות למדוד את קבוע הזמן, או ליתר דיוק שלוש פעמים קבוע הזמן לדיוק רב יותר, ואז לחשב את הקיבול של הקבל לפי הנוסחה הידועה.

לדוגמה, שקול את הניסוי שלהלן. בואו נגיד שיש לנו קבלים אלקטרוליטיים, שעליו יש איזשהו סימון, אך אנו לא סומכים עליו במיוחד, מכיוון שהקבל שוכב בפחים הרבה זמן, ואינך יודע אם הוא התייבש, באופן כללי, אתה צריך למדוד את יכולתו. לדוגמה, הקבל אומר 6800uf 50v, אך עליך לדעת בוודאות.

שלב מספר 1. אנו לוקחים נגן של 10kΩ, מודדים את ההתנגדות שלו באמצעות מודד, מכיוון שנאמין בתחילה במולטימטר שלנו בניסוי זה. לדוגמא, קיבלנו התנגדות של 9840 אוהם.

שלב מספר 2. הפעל את ספק הכוח. מכיוון שאנו סומכים על המולטימטר יותר מאשר כיול סולם הכוח (אם קיים) של ספק הכוח, הכניסו את המודד למצב של מדידת מתח ישיר וחברו אותו למסופי אספקת החשמל. קבענו את המתח של ספק הכוח ל 12 וולט, כך שהמולטימטר יציג במדויק 12.00 V. אם המתח של ספק הכוח אינו מוסדר, פשוט מדוד אותו ורשום אותו.

שלב מספר 3. אנו מרכיבים שרשרת RC של נגן וקבל, אשר יש למדוד את הקיבול שלו. אנו מקצרים את הקבל כך שניתן יהיה להסתובב אותו בקלות.

שלב מספר 4. אנו מחברים את שרשרת ה- RC לאספקת החשמל. הקבל עדיין מקוצר. אנו מודדים שוב את המתח המסופק לשרשרת RC באמצעות מודד, ומקבעים ערך זה לנאמנות על הנייר. לדוגמה, היא נותרה 12.00 וולט, או זהה לזה שהיה בהתחלה.

שלב מספר 5. אנו מחשבים 95% מתח זה, למשל אם 12 וולט, 95% הם 11.4 וולט. כעת אנו יודעים שבתקופה השווה ל- 3 * RC, הקבל יטעין עד 11.4 וולט.

שלב מספר 6. אנו לוקחים שעון עצר בידינו, ומפרשים את הקבל, אנו מתחילים בספירה לאחור באותו זמן. אנו קובעים את הזמן בו המתח על פני הקבל מגיע ל 11.4 וולט, זה יהיה 3 * RC.

שלב מספר 7. אנו מבצעים חישובים. הזמן שהתקבל בשניות מחולק על ידי ההתנגדות של הנגד באומם, ועל ידי 3. אנו מקבלים את ערך הקיבול של הקבל בפאראדים.

לדוגמא: הזמן התגלה 220 שניות (3 דקות ו -40 שניות). חלקו 220 לפי 3 ועל ידי 9840, אנו מקבלים את הקיבולת בפאראדים. בדוגמה שלנו, התברר 0.007452 F, כלומר 7452 מיקרו-פארדות, ו- 6800 מיקרו-פארדות כתובים על הקבל.לפיכך, הסטייה המקובלת של 20% הייתה בתוך סטיית הקיבולת, מכיוון שהיא הסתכמה בכ- 9.6%.

אבל מה עם קבלים לא קוטביים יכולות קטנות? אם הקבל הוא קרמי או פוליפרופילן, אז זרם חילופין וידע על קיבול יעזרו כאן.

לדוגמא, יש קבל, הקיבול שלו הוא לכאורה מספר ננו-פארדים, וידוע שהוא יכול לעבוד במעגל זרם חילופין. כדי לבצע את המדידות, יידרש שנאי רשת עם סלילה משנית, נניח, 12 וולט, מודד מולטימדיה וכל אותו הנגד של 10 קילו.

שלב מספר 1. אנו מרכיבים את מעגל ה- RC ומחברים אותו לסלילה המשנית של השנאי. ואז אנו מדליקים את השנאי ברשת.

שלב מספר 2. אנו מודדים את המתח המתחלף על הקבל בעזרת מודד ואז על הנגד.

שלב מספר 3. אנו מבצעים חישובים. ראשית, אנו מחשבים את הזרם דרך הנגד, - מחלקים את המתח עליו הוא בערך ההתנגדות שלו. מכיוון שהמעגל הוא סדרתי, הזרם החילופי דרך הקבל הוא בדיוק אותו ערך. מחלקים את המתח על פני הקבל בזרם דרך הנגד (הזרם דרך הקבל זהה), אנו משיגים את ערך הקיבול Xc. בידיעת הקיבול ותדר הזרם (50 הרץ), אנו מחשבים את הקיבול של הקבל שלנו.

לדוגמא: על הנגד 7 וולט, ועל הקבל 5 וולט. חישבנו שהזרם דרך הנגד במקרה זה הוא 700 μA, ולכן דרך הקבל, זהה. אז הקיבול של הקבל בתדר של 50 הרץ הוא 5 / 0.0007 = 7142.8 אוהם. קיבול Xc = 1 / 6.28fC, ולכן C = 445 nF, כלומר 470 nF נומינלי.

השיטות המתוארות כאן מאוד גסות, כך שתוכלו להשתמש בהן רק כשאין פשוט אפשרויות אחרות. במקרים אחרים עדיף להשתמש במכשירי מדידה מיוחדים.

ראה גם: כיצד להשתמש במולטימטר

Comments

[#1 מייקל]

עקרונות פשוטים מאפשרים לך לפתור בעיות יומיומיות מבלי שתצטרך לקנות מכשירים יקרים.

[#2 יוג'ין]

אני מציע לבצע מדידות לא עם מטען, אלא עם פריקה של קבלים.
העובדה היא שאם הקבל גרוע (עם זרם דליפה מוגבר), אז במהלך המטען יבוזבז חלק מהאנרגיה השימושית לפיצוי של זרמי דליפה. ואנחנו מודדים את הקיבולת הרבה יותר אמיתית. תודה!

[#3 אנה]

על הקבל כתוב 10 מיקרו-פארדות, הוא במעגל, מודד את הקיבולת שלו, המולטימטר מציג 15 מיקרו-פארדות! זה נורמלי כי הקריאות מוגזמות, מכיוון האם הם היו בדרך כלל מעט מאופיינים קודם?