السعة هي مقياس لقدرة المكثف على تخزين الشحنات. تُقاس السعة بالفاراد ، والتي سميت على اسم العضو الفخري في جامعة سانت بطرسبرغ ، الفيزيائي الإنجليزي مايكل فاراداي.
ما هي السعة؟
إذا قمت بإزالة موصل كهربائي واحد بعيدًا بشكل لا نهائي ، واستبعدت تأثير الأجسام المشحونة على بعضها البعض ، فإن إمكانات الموصل البعيد ستصبح متناسبة مع الشحنة. لكن بالنسبة للموصلات التي تختلف في الحجم ، فإن الإمكانات غير متطابقة.
وحدة السعة في النظام الدولي لوحدات المكثف هي الفاراد. يُشار إلى عامل التناسب بالحرف C - وهي السعة التي تتأثر بالحجم والهيكل الخارجي للموصل. لا تلعب المادة ، حالة الطور لمادة القطب الكهربي دورًا - يتم توزيع الشحنات على السطح. لذلك ، في قواعد CGS الدولية ، لا تُقاس السعة بالفاراد ، بل بالسنتيمتر.
تحتوي الكرة المنفردة التي يبلغ نصف قطرها 9 ملايين كيلومتر (1400 نصف قطر أرضي) على 1 فاراد.عنصر موصل منفصل يحمل رسومًا بكميات غير كافية للاستخدام في التكنولوجيا. تكنولوجيا القرن الحادي والعشرين يتم إنشاء سعة المكثفات بوحدات قياس أعلى من 1 فاراد.
هيكل من قطبين على الأقل وعازل كهربائي قادر على تجميع كمية الكهرباء المطلوبة لتشغيل الدوائر الإلكترونية. في مثل هذا التصميم ، تنجذب الجسيمات الإيجابية والسلبية بشكل متبادل وتثبت نفسها. لا يسمح العازل بين زوج الإلكترون والبوزيترون بالفناء. تسمى حالة الشحن هذه.
في السابق ، تم استخدام معدات ضخمة غير دقيقة للغاية لقياس الكميات الكهربائية. الآن ، حتى هواة الراديو المبتدئين يعرفون كيفية قياس السعة باستخدام جهاز اختبار.
علامات مكثف
مطلوب معرفة خصائص الأجهزة الإلكترونية للتشغيل الدقيق والآمن.
يتضمن تحديد سعة المكثف قياس القيمة بالأدوات وقراءة العلامات الموجودة على العلبة. تختلف القيم المشار إليها وتلك التي تم الحصول عليها أثناء القياسات. ويرجع ذلك إلى النقص في تقنيات الإنتاج والتغير التشغيلي للمعلمات (التآكل وتأثيرات درجة الحرارة).
يشار إلى معلمات السعة والتسامح الاسمية في العلبة. في الأجهزة المنزلية ، يتم استخدام الأجهزة مع انحراف يصل إلى 20 ٪. في صناعة الفضاء والمعدات العسكرية وأتمتة الأجسام الخطرة ، يُسمح بانتشار الخصائص بنسبة 5-10 ٪. لا تحتوي مخططات العمل على قيم التفاوتات.
يتم ترميز السعة الاسمية وفقًا لمعايير IEC - اللجنة الكهروتقنية الدولية ، والتي تجمع المنظمات الوطنية وفقًا لمعايير 60 دولة.
يستخدم معيار IEC الترميز:
- 3 أرقام ترميز. حرفان في البداية - عدد pF ، الثالث - عدد الأصفار ، 9 في النهاية - القيمة أقل من 10 pF ، 0 في المقدمة - لا تزيد عن 1 pF. الرمز 689 - 6.8 pF ، 152-1500 pF ، 333 - 33000 pF أو 33 nF ، أو 0.033 uF. لتسهيل القراءة ، يتم استبدال الفاصلة العشرية في الكود بالحرف "R". R8 = 0.8 pF ، 2R5 - 2.5 pF.
- 4 أرقام في الوسم. آخر واحد هو عدد الأصفار. 3 أولا - القيمة في pF. 3353 - 335000pF ، 335nF أو 0.335uF.
- استخدام الحروف في الكود. الحرف µ هو uF ، n nanofarad ، p هو pF. 34p5 - 34.5 بيكو فاراد ، 1µ5 - 1.5 درجة فهرنهايت.
- يتم ترميز منتجات السيراميك الشراعي بالأحرف A-Z في سجلين ورقم يشير إلى قوة 10. K3 - 2400 pF.
- يتم تمييز أجهزة SMD الإلكتروليتية بطريقتين: الأرقام - السعة المقدرة في pF وبجوار أو في سطرين إذا كان هناك مساحة - قيمة الجهد المقنن ؛ الحرف الذي يرمز للجهد وبجوار 3 أرقام ، 2 يحدد السعة ، والأخير - عدد الأصفار. A205 يعني 10V و 2 فائق التوهج.
- تتميز منتجات Surface mount برمز من الأحرف والأرقام: CA7 - 10 uF و 16 V.
- ترميزات - لون الجسم.
تجعل علامات IEC والتسميات الوطنية ورموز العلامات التجارية من حفظ الرموز عديمة المعنى. يحتاج مصممو الأجهزة والمصلحون إلى مصادر مرجعية.
حساب الصيغة
مطلوب حساب السعة الاسمية للعنصر في حالتين:
- يقوم مصممو المعدات الإلكترونية بحساب المعلمة عند إنشاء الدوائر.
- يستخدم الماجستير في حالة عدم وجود مكثفات ذات طاقة وسعة مناسبة حساب العنصر للاختيار من الأجزاء المتاحة.
يتم حساب دارات RC باستخدام قيمة الممانعة - المقاومة المعقدة (Z). Ra هو الخسارة الحالية لتسخين المشاركين في الدائرة. Ri و Re - تأخذ في الاعتبار تأثير محاثة وسعة العناصر. عند أطراف المقاوم في دائرة RC ، يتناسب الجهد Ur عكسًا مع Z.
تزيد المقاومة الحرارية من الإمكانات عند الحمل ، وتقلل من رد الفعل. يؤدي تشغيل المكثف بترددات أعلى من الطنين ، عندما يزداد المكون التفاعلي للمقاومة المعقدة ، إلى فقد الجهد.
يتناسب تردد الرنين عكسياً مع القدرة على تخزين الشحنة. من صيغة تحديد Fp ، يتم حساب قيم Sk (مكثف السعة) المطلوبة لتشغيل الدائرة.
لحساب دوائر النبض ، يتم استخدام ثابت وقت الدائرة ، والذي يحدد تأثير RC على بنية النبض. إذا كانت مقاومة الدائرة ووقت شحن المكثف معروفين ، يتم حساب السعة باستخدام صيغة ثابت الوقت. حقيقة النتيجة تتأثر بالعامل البشري.
يستخدم المعلمون التوصيلات المتوازية والمتسلسلة للمكثفات. تنعكس الصيغ الحسابية على معادلات المقاومات.
يجعل الاتصال المتسلسل السعة أصغر في اتصال العناصر ، وتلخص الدائرة المتوازية القيم.
كيف تقيس سعة مكثف بمقياس متعدد؟
عند قياس المعلمات ، يتم تفريغ المكثف مبدئيًا عن طريق إغلاق الخيوط بمفك براغي مع عزل على المقبض. إذا لم يتم ذلك ، فسيفشل جهاز القياس المتعدد منخفض الطاقة.
إجابة السؤال عن كيفية التحقق من سعة مكثف بمقياس متعدد باستخدام الوضع "Cx" هي كما يلي:
- قم بتشغيل وضع "Cx" وحدد حد القياس - 2000 pF - 20 μF في جهاز قياسي ؛
- أدخل المكثف في مآخذ الجهاز أو قم بتوصيل المجسات بأطراف المكثف وانظر إلى القيمة على مقياس الجهاز.
يحدد مقياس الأمبيروفولتميتر أو المتر المتعدد وجود دائرة كهربائية قصيرة أو دائرة مفتوحة داخل العلبة.
يتم تضمين مكثف قطبي في دائرة الجهاز ، مع مراعاة اتجاه التيار. يضع المصنعون علامة على أقطاب المنتج. سيفشل المكثف المصمم لجهد من 1-3 فولت إذا كان التيار العكسي أعلى من المعتاد.
قبل قياس الخصائص ، يكون المكثف الكهربائي القطبي غير ملحوم من اللوحة. قم بتشغيل المتر المتعدد لقياس المقاومة أو اختبار أشباه الموصلات. ضع المجسات على أقطاب المكثف القطبي - زائد زائد ناقص ناقص. ستظهر السعة الجيدة زيادة سلسة في المقاومة. مع انخفاض تيار الشحن ، يزيد EMF ويصل إلى جهد مصدر الطاقة.
سيبدو الفتح في المكثف كمقاومة لانهائية على المتر المتعدد. لن يستجيب الجهاز أو بالكاد يتحرك المؤشر الموجود على النسخة التناظرية.
عندما ينهار العنصر ، لا تتوافق المعلمة المقاسة مع القيمة الاسمية في الاتجاه السفلي ، بما يتناسب مع قيمة الانهيار.
إذا سألت نفسك عن كيفية قياس مقاومة السلسلة المعقدة أو المكافئة (ESR للمكثف) بمقياس متعدد ، فمن الصعب القيام بذلك بدون بادئة. يُظهر المكثف خصائص تفاعلية في تيار عالي التردد.
طرق قياس أخرى
يتم تجميع مقياس مكثف مكثف بيديك وفقًا لمخططات أجهزة النبض. تخلق تسلسلات دارات RC ذات المقاومات المتغيرة سلسلة من الإشارات عند خرج المنتج مع تغيير تدريجي في التردد. لإعداد الجهاز ، استخدم مقياسًا متعددًا تستخدم به البادئة.
يتم توصيل مجموعة من المكثفات المختبرة بدورها بالهيكل ويتم ضبط دقة التشغيل في كل نطاق فرعي.
يتم تنفيذ مقياس السعة الخاص بالخلايا الإلكتروليتية القطبية بشكل تخطيطي وتكوينه كجزء من بادئة بدون دائرة تذبذبية. عند الإخراج ، بدلاً من الجهد النبضي ، يوجد جهد ثابت.
في عدادات السعة الرقمية ، يكون مصدر الطاقة مستقرًا للغاية. ستعطي المعلمات "العائمة" للعناصر التي يتم تجميع الدائرة منها خطأً غير مقبول لدقة القياس.
على العناصر المنطقية ، يتم إنشاء مصادر التيار النبضي المتناوب لقياس ESR.
عدادات السعة المكثفة غير المكلفة ، مثل أجهزة جسر RLC مع وظيفة اختبار مقاومة SMD إضافية ، وشحن التيار الكهربائي وشاشة LCD ، هي نفسها بحجم الإصبع. يؤدون وظائف مجمع مترولوجي محترف. قادرة على العمل كمقياس السعة للمكثفات الإلكتروليتية ، القطبية والمتغيرة.
مقالات مماثلة:
