La capacité est une mesure de la capacité d'un condensateur à stocker des charges. La capacité est mesurée en farads, du nom du membre honoraire de l'Université de Saint-Pétersbourg, le physicien anglais Michael Faraday.
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Qu'est-ce que la capacité ?
Si vous retirez un seul conducteur électrique infiniment loin, excluez l'influence des corps chargés les uns sur les autres, le potentiel du conducteur distant deviendra alors proportionnel à la charge. Mais pour les conducteurs de taille différente, les potentiels ne correspondent pas.
L'unité SI de capacité d'un condensateur est le farad. Le facteur de proportionnalité est désigné par la lettre C - il s'agit de la capacité, qui est affectée par la taille et la structure externe du conducteur. Le matériau, l'état de phase de la substance de l'électrode ne joue aucun rôle - les charges sont réparties sur la surface. Par conséquent, dans les règles internationales CGS, la capacité n'est pas mesurée en farads, mais en centimètres.
Une boule solitaire d'un rayon de 9 millions de km (1400 rayons terrestres) contient 1 farad.Un élément conducteur séparé contient des charges en quantités insuffisantes pour une utilisation en technologie. La technologie du 21ème siècle la capacité des condensateurs avec des unités de mesure supérieures à 1 farad est créée.
Une structure d'au moins 2 électrodes et un diélectrique séparateur est capable d'accumuler la quantité d'électricité nécessaire au fonctionnement des circuits électroniques. Dans une telle conception, les particules positives et négatives s'attirent mutuellement et se maintiennent. Le diélectrique entre la paire électron-positon ne permet pas l'annihilation. Cet état de charge est dit lié.
Auparavant, des équipements volumineux et peu précis étaient utilisés pour mesurer les grandeurs électriques. Maintenant, même un radioamateur novice sait mesurer la capacité avec un testeur.
Marquages de condensateur
Connaître les caractéristiques des appareils électroniques est nécessaire pour un fonctionnement précis et sûr.
La détermination de la capacité d'un condensateur comprend la mesure de la valeur avec des instruments et la lecture des marques sur le boîtier. Les valeurs indiquées et celles obtenues lors des mesures diffèrent. Cela est dû à l'imperfection des technologies de production et à la variation opérationnelle des paramètres (usure, effets de la température).
Les paramètres de capacité nominale et de tolérance sont indiqués sur le boîtier. Dans les appareils électroménagers, des appareils avec un écart allant jusqu'à 20% sont utilisés. Dans l'industrie spatiale, les équipements militaires et l'automatisation des objets dangereux, une répartition des caractéristiques de 5 à 10% est autorisée. Les diagrammes de travail ne contiennent pas de valeurs de tolérance.
La capacité nominale est codée selon les normes CEI - la Commission électrotechnique internationale, qui regroupe les organisations nationales selon les normes de 60 pays.
La norme CEI utilise la notation :
- Encodage à 3 chiffres. 2 caractères au début - le nombre de pF, le troisième - le nombre de zéros, 9 à la fin - la valeur est inférieure à 10 pF, 0 devant - pas plus de 1 pF. Code 689 - 6,8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF ou 33 nF, ou 0,033 uF. Pour faciliter la lecture, la virgule décimale dans le code est remplacée par la lettre "R". R8 \u003d 0,8 pF, 2R5 - 2,5 pF.
- 4 chiffres dans le marquage. Le dernier est le nombre de zéros. 3 premiers - valeur en pF. 3353 - 335000pF, 335nF ou 0.335uF.
- Utiliser des lettres dans le code. La lettre µ est uF, n est nanofarad, p est pF. 34p5 - 34,5 pF, 1µ5 - 1,5 µF.
- Les produits céramiques Glider sont codés avec les lettres A-Z dans 2 registres et un nombre indiquant la puissance de 10. K3 - 2400 pF.
- Les dispositifs électrolytiques SMD sont marqués de 2 manières: chiffres - capacité nominale en pF et à côté ou sur 2 lignes s'il y a de l'espace - la valeur de la tension nominale; la lettre codant la tension et à côté de 3 chiffres, 2 détermine la capacité, et la dernière - le nombre de zéros. A205 signifie 10V et 2uF.
- Les produits à montage en surface sont marqués d'un code de lettres et de chiffres : CA7 - 10 uF et 16 V.
- Encodages - couleur du corps.
Les marquages CEI, les désignations nationales et les codes de marque rendent la mémorisation des codes inutile. Les concepteurs de matériel et les réparateurs ont besoin de sources de référence.
Calcul de la formule
Le calcul de la capacité nominale de l'élément est requis dans 2 cas :
- Les concepteurs d'équipements électroniques calculent le paramètre lors de la création de circuits.
- Les maîtres en l'absence de condensateurs de puissance et de capacité appropriées utilisent le calcul de l'élément pour sélectionner parmi les pièces disponibles.
Les circuits RC sont calculés en utilisant la valeur d'impédance - résistance complexe (Z). Ra est la perte de courant pour chauffer les participants du circuit. Ri et Re - prennent en compte l'influence de l'inductance et de la capacité des éléments. Aux bornes de la résistance dans le circuit RC, la tension Ur est inversement proportionnelle à Z.
La résistance thermique augmente le potentiel à la charge et la réactive le réduit. Le fonctionnement du condensateur à des fréquences supérieures à la résonance, lorsque la composante réactive de la résistance complexe augmente, entraîne des pertes de tension.
La fréquence de résonance est inversement proportionnelle à la capacité à stocker la charge. À partir de la formule de détermination de Fp, on calcule les valeurs de Sk (capacité du condensateur) nécessaires au fonctionnement du circuit.
Pour calculer les circuits d'impulsions, la constante de temps du circuit est utilisée, ce qui détermine l'effet de RC sur la structure des impulsions. Si la résistance du circuit et le temps de charge du condensateur sont connus, la capacité est calculée à l'aide de la formule de la constante de temps. La véracité du résultat est influencée par le facteur humain.
Les maîtres utilisent des connexions parallèles et en série de condensateurs. Les formules de calcul sont inverses aux formules des résistances.
Une connexion en série réduit la capacité dans la connexion des éléments, un circuit parallèle résume les valeurs.
Comment mesurer la capacité d'un condensateur avec un multimètre ?
Lors de la mesure des paramètres, le condensateur est préalablement déchargé en fermant les fils avec un tournevis avec isolation sur la poignée. Si cela n'est pas fait, le multimètre basse consommation échouera.
La réponse à la question de savoir comment vérifier la capacité d'un condensateur avec un multimètre en mode "Cx" est la suivante:
- Activez le mode "Cx" et sélectionnez la limite de mesure - 2000 pF - 20 μF dans un appareil standard ;
- Insérez le condensateur dans les douilles de l'appareil ou fixez les sondes aux bornes du condensateur et regardez la valeur sur l'échelle de l'appareil.
Un ampèrevoltmètre ou un multimètre détermine la présence d'un court-circuit ou d'un circuit ouvert à l'intérieur du boîtier.
Un condensateur polaire est inclus dans le circuit de l'appareil, en tenant compte du sens du courant. Les fabricants marquent les électrodes du produit. Un condensateur conçu pour une tension de 1 à 3 V tombera en panne si le courant inverse est supérieur à la normale.
Avant de mesurer les caractéristiques, le condensateur électrolytique polaire est dessoudé de la carte. Allumez le multimètre pour mesurer la résistance ou tester les semi-conducteurs. Appliquez les sondes aux électrodes du condensateur polaire - plus à plus, moins à moins. Une bonne capacité montrera une augmentation régulière de la résistance. Lorsque le courant de charge diminue, l'EMF augmente et atteint la tension de la source d'alimentation.
Une ouverture dans le condensateur ressemblera à une résistance infinie sur le multimètre. L'appareil ne répondra pas ou le pointeur sur la copie analogique bougera à peine.
Lorsque l'élément casse, la grandeur mesurée ne correspond pas à la valeur nominale dans le sens inférieur, proportionnellement à la valeur de claquage.
Si vous vous demandez comment mesurer la résistance série complexe ou équivalente (ESR d'un condensateur) avec un multimètre, il est problématique de le faire sans préfixe. Le condensateur présente des propriétés réactives à un courant haute fréquence.
Autres méthodes de mesure
Le capacitancemètre à condensateur à faire soi-même est assemblé selon les schémas des dispositifs à impulsions. Des séquences de circuits RC à résistances variables créent une série de signaux à la sortie du produit avec un changement de fréquence progressif. Pour configurer l'appareil, utilisez un multimètre avec lequel le préfixe sera utilisé.
Un ensemble de condensateurs testés est connecté à son tour à la structure et la précision de fonctionnement est ajustée dans chaque sous-gamme.
Un capacimètre à faire soi-même pour cellules électrolytiques polaires est schématiquement mis en œuvre et configuré dans le cadre d'un préfixe sans circuit oscillant. En sortie, au lieu d'une tension pulsée, il y a une tension constante.
Dans les capacimètres numériques, l'alimentation est très stable. Les paramètres "flottants" des éléments à partir desquels le circuit est assemblé donneront une erreur inacceptable pour la précision de la mesure.
Sur les éléments logiques, des sources de courant alternatif pulsé sont créées pour mesurer l'ESR.
Les capacimètres à condensateur bon marché, tels que les dispositifs de pont RLC avec une fonction de test de résistance CMS supplémentaire, une charge sur le secteur et un écran LCD, ont eux-mêmes la taille d'un doigt. Ils remplissent les fonctions d'un complexe métrologique professionnel. Capable d'agir comme un capacimètre pour les condensateurs électrolytiques, à la fois polaires et variables.
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