קיבול הוא מדד ליכולת של קבל לאחסן מטענים. הקיבול נמדד בפאראדים, על שם חבר הכבוד של אוניברסיטת סנט פטרסבורג, הפיזיקאי האנגלי מייקל פאראדיי.
תוֹכֶן
מהי יכולת?
אם תסיר מוליך חשמלי בודד רחוק לאין ערוך, לא תכלול את ההשפעה של גופים טעונים זה על זה, אז הפוטנציאל של המוליך המרוחק יהפוך לפרופורציונלי למטען. אבל עבור מוליכים שונים בגודלם, הפוטנציאלים אינם תואמים.
יחידת הקיבול SI עבור קבל היא הפאראד. גורם המידתיות מסומן באות C - זהו הקיבול, המושפע מהגודל והמבנה החיצוני של המוליך. החומר, מצב הפאזה של חומר האלקטרודה אינו משחק תפקיד - המטענים מופצים על פני השטח. לכן, בחוקי CGS הבינלאומיים, הקיבול נמדד לא בפאראדים, אלא בסנטימטרים.
כדור בודד ברדיוס של 9 מיליון ק"מ (1400 רדיוסי כדור הארץ) מכיל 1 פארד.אלמנט מוליך נפרד מחזיק מטענים בכמויות לא מספיקות לשימוש בטכנולוגיה. הטכנולוגיה של המאה ה-21 נוצר קיבול של קבלים עם יחידות מדידה מעל 1 פארד.
מבנה של לפחות 2 אלקטרודות ודיאלקטרי מפריד מסוגל לצבור את כמות החשמל הנדרשת להפעלת מעגלים אלקטרוניים. בעיצוב כזה, חלקיקים חיוביים ושליליים נמשכים הדדית ומחזיקים את עצמם. הדיאלקטרי בין צמד האלקטרון-פוזיטרון אינו מאפשר השמדה. מצב מטען זה נקרא כבול.
בעבר, ציוד מגושם שלא היה מדויק במיוחד שימש למדידת כמויות חשמל. עכשיו, אפילו חובב רדיו מתחיל יודע למדוד את הקיבול עם בודק.
סימוני קבלים
הכרת המאפיינים של מכשירים אלקטרוניים נדרשת לתפעול מדויק ובטוח.
קביעת הקיבול של קבל כוללת מדידת הערך עם מכשירים וקריאת הסימונים על המארז. הערכים המצוינים ואלו שהתקבלו במהלך המדידות שונים. זה נובע מחוסר השלמות של טכנולוגיות הייצור והשונות התפעולית של פרמטרים (בלאי, השפעות טמפרטורה).
הפרמטרים של הקיבול והסובלנות הנומינליים מצוינים על המארז. במכשירי חשמל ביתיים משתמשים במכשירים עם סטייה של עד 20%. בתעשיית החלל, ציוד צבאי ואוטומציה של עצמים מסוכנים, מותרת פריסת מאפיינים של 5-10%. דיאגרמות עבודה אינן מכילות ערכי סובלנות.
הקיבולת הנומינלית מקודדת לפי תקני חברת החשמל - הנציבות האלקטרוטכנית הבינלאומית, המאגדת ארגונים לאומיים לפי תקנים של 60 מדינות.
תקן חברת החשמל משתמש בסימון:
- קידוד בן 3 ספרות. 2 תווים בהתחלה - מספר pF, השלישי - מספר אפסים, 9 בסוף - הערך קטן מ-10 pF, 0 מלפנים - לא יותר מ-1 pF. קוד 689 - 6.8 pF, 152 - 1500 pF, 333 - 33000 pF או 33 nF, או 0.033 uF. לנוחות הקריאה, הנקודה העשרונית בקוד מוחלפת באות "R". R8 \u003d 0.8 pF, 2R5 - 2.5 pF.
- 4 ספרות בסימון. האחרון הוא מספר האפסים. 3 ראשון - ערך ב-pF. 3353 - 335000pF, 335nF או 0.335uF.
- שימוש באותיות בקוד. האות µ היא uF, n היא nanofarad, p היא pF. 34p5 - 34.5 pF, 1µ5 - 1.5 µF.
- מוצרי קרמיקה גליידר מקודדים באותיות A-Z ב-2 רגיסטרים ומספר המציין את העוצמה של 10. K3 - 2400 pF.
- מכשירי SMD אלקטרוליטיים מסומנים ב-2 דרכים: מספרים - קיבול מדורג ב-pF וליד או ב-2 קווים אם יש מקום - ערך המתח המדורג; האות המקודדת את המתח וליד 3 ספרות, 2 קובעות את הקיבול, והאחרונה - מספר האפסים. A205 פירושו 10V ו-2uF.
- מוצרי הרכבה על פני השטח מסומנים בקוד של אותיות ומספרים: CA7 - 10 uF ו-16 V.
- קידודים - צבע גוף.
סימוני חברת החשמל, ייעודים לאומיים וקודי מותג הופכים את שינון הקודים לחסרי משמעות. מעצבי חומרה ושיפוצניקים דורשים מקורות התייחסות.
חישוב נוסחה
חישוב הקיבולת הנומינלית של האלמנט נדרש בשני מקרים:
- מעצבי ציוד אלקטרוני מחשבים את הפרמטר בעת יצירת מעגלים.
- מאסטרים בהיעדר קבלים בעלי הספק וקיבולת מתאימים משתמשים בחישוב האלמנט כדי לבחור מבין החלקים הזמינים.
מעגלי RC מחושבים באמצעות ערך העכבה - התנגדות מורכבת (Z). Ra הוא הפסד הזרם לחימום משתתפי המעגל. Ri ו-Re - לוקחים בחשבון את השפעת השראות והקיבול של האלמנטים. במסופים של הנגד במעגל RC, המתח Ur הוא פרופורציונלי הפוך ל-Z.
התנגדות תרמית מגבירה את הפוטנציאל בעומס, ותגובתית מפחיתה אותו. פעולת הקבל בתדרים מעל תהודה, כאשר הרכיב התגובתי של ההתנגדות המורכבת גדל, מוביל לאובדי מתח.
תדר התהודה עומד ביחס הפוך ליכולת לאחסן מטען. מהנוסחה לקביעת Fp, מחושב אילו ערכי Sk (קיבול קבלים) נדרשים לפעולת המעגל.
כדי לחשב מעגלי דופק, נעשה שימוש בקבוע הזמן של המעגל, שקובע את ההשפעה של RC על מבנה הדופק. אם התנגדות המעגל וזמן הטעינה של הקבל ידועים, הקיבול מחושב באמצעות נוסחת קבוע הזמן. אמיתות התוצאה מושפעת מהגורם האנושי.
מאסטרים משתמשים בחיבורים מקבילים וסדרתיים של קבלים. נוסחאות החישוב הפוכות לנוסחאות של נגדים.
חיבור סדרתי מקטין את הקיבול בחיבור אלמנטים, מעגל מקביל מסכם את הערכים.
כיצד למדוד את הקיבול של קבל עם מולטימטר?
בעת מדידת פרמטרים, הקבל משוחרר באופן ראשוני על ידי סגירת המוליכים עם מברג עם בידוד על הידית. אם זה לא נעשה, המולטימטר בעל הספק נמוך ייכשל.
התשובה לשאלה כיצד לבדוק את הקיבול של קבל עם מולטימטר במצב "Cx" היא כדלקמן:
- הפעל את מצב "Cx" ובחר את מגבלת המדידה - 2000 pF - 20 μF במכשיר סטנדרטי;
- הכניסו את הקבל לשקעים במכשיר או חברו את הגשושיות למסופים של הקבל והסתכלו על הערך בסולם המכשיר.
מד אמפרו-וולט או מולטימטר קובעים את נוכחותו של קצר חשמלי או מעגל פתוח בתוך המארז.
קבל קוטבי כלול במעגל של המכשיר, תוך התחשבות בכיוון הזרם. היצרנים מסמנים את האלקטרודות של המוצר. קבל המיועד למתח של 1-3 וולט ייכשל אם הזרם ההפוך גבוה מהרגיל.
לפני מדידת המאפיינים, הקבל האלקטרוליטי הקוטבי אינו מולחם מהלוח. הפעל את המולטימטר כדי למדוד התנגדות או לבדוק מוליכים למחצה. החל את הבדיקות על האלקטרודות של הקבל הקוטבי - פלוס לפלוס, מינוס למינוס. קיבול טוב יראה עלייה חלקה בהתנגדות. ככל שזרם הטעינה יורד, ה-EMF עולה ומגיע למתח של מקור הכוח.
פתח בקבל ייראה כמו התנגדות אינסופית על המולטימטר. המכשיר לא יגיב או שהמצביע על העותק האנלוגי בקושי יזוז.
כאשר האלמנט מתקלקל, הפרמטר הנמדד אינו מתאים לערך הנומינלי בכיוון התחתון, ביחס לערך הפירוק.
אם אתה שואל את עצמך איך למדוד את ההתנגדות הסדרתית המורכבת או המקבילה (ESR של קבל) עם מולטימטר, אז זה בעייתי לעשות זאת ללא קידומת. הקבל מציג תכונות תגובתיות בזרם בתדר גבוה.
שיטות מדידה אחרות
מד קיבול קבלים עשה זאת בעצמך מורכב בהתאם לתוכניות של מכשירי דופק. רצפים של מעגלי RC עם נגדים משתנים יוצרים סדרה של אותות במוצא המוצר עם שינוי צעד בתדר. כדי להגדיר את המכשיר, השתמש במולטימטר שאיתו ישמש הקידומת.
סט של קבלים שנבדקו מחובר בתורו למבנה ודיוק הפעולה מותאם בכל תת-טווח.
מד קיבול עשה זאת בעצמך עבור תאים אלקטרוליטיים קוטביים מיושם באופן סכמטי ומוגדר כחלק מקידומת ללא מעגל נדנוד. במוצא, במקום מתח פועם, יש מתח קבוע.
במדי קיבול דיגיטליים, אספקת החשמל היא יציבה ביותר. פרמטרים "צפים" של האלמנטים מהם מורכב המעגל יתנו שגיאה שאינה מקובלת על דיוק המדידה.
על אלמנטים לוגיים, מקורות של זרם פועם לסירוגין נוצרים למדידת ESR.
מדי קיבול קבלים לא יקרים, כגון מכשירי גשר RLC עם פונקציית בדיקת התנגדות SMD נוספת, טעינת רשת ותצוגת LCD, הם עצמם בגודל של אצבע. הם מבצעים את הפונקציות של קומפלקס מטרולוגי מקצועי. מסוגל לשמש כמד קיבול עבור קבלים אלקטרוליטיים, קוטביים ומשתנים כאחד.
מאמרים דומים:
