Elektronika i Telekomunikacja
Grupa C5
Kondensator – element elektryczny, który stanowi układ co najmniej dwóch odizolowanych przewodników (okładek – elektrod), mający zdolność gromadzenia energii pola elektrycznego
Podstawowe parametry kondensatorów :
- pojemność znamionowa jest wskaźnikiem wartości pojemności. Pojemność rzeczywista mierzona w praktyce, równa się pojemności znamionowej z uwzględnieniem tolerancji. Ponieważ przenikalność dielektryków jest funkcją temperatury, to pojemność znamionową podaje się na ogół dla określone temperatury (przeważnie 20˚C). Wartości tolerancji zależą od rodzaju dielektryka.
- napięcie znamionowe – największe napięcie, które może być przyłożone trwale do kondensatora . Napięcie to jest na ogół sumą napięcia stałego i wartości szczytowej napięcia zmiennego.
- napięcie próby – wartość napięcia, którą kondensator powinien wytrzymać w stosunkowo krótkim czasie, przy czym liczba kondensatorów ulegająca przebiciu w partii produkcyjnej nie może przekraczać przyjętej normy.
- rezystancja izolacji reprezentuje upływność kondensator po doprowadzeniu do jego końcówek napięcia stałego o wartości równej napięciu znamionowemu.
- tangens kąta stratności obrazuje straty w dielektryku dla składowej zmiennej sygnału.
Rr - rezystancja dielektryka + rezystancja obudowy
1. Przyrządy:
Mostek Wheastone’a (drut oporowy z suwakiem i przymiarem milimetrowym), komplet badanych kondensatorów, komplet kondensatorów wzorcowych, generator RC, oscyloskop.
2. Wprowadzenie:
Układ elektryczny mostka do pomiaru pojemności kondensatorów składa się z drutu oporowego (z suwakiem i przymiarem milimetrowym) pojemności znanej C0 (kondensator wzorcowy) i pojemności nieznanej Cx. Do punktów E i D doprowadzamy napięcie zmienne z generatora RC, a z punktami A i B łączymy oscyloskop. Gdy suwak D ustawimy w takim położeniu, że potencjały punktów A i B będą jednakowe, to przez odcinek AB prąd nie będzie płynął (na ekranie oscyloskopu linia prosta). W tym przypadku pojemność możemy określić ze wzoru:
(1)
gdzie: a, b – odcinki, na jakie dzieli suwak drut oporowy w przypadku jednakowych potencjałów w punktach A i B
3. Wykonanie ćwiczenia:
-
- montujemy układ elektryczny jak na rysunku;
- suwak D ustawiamy pośrodku drutu oporowego, a następnie dla jednego z mierzonych kondensatorów dobieramy taką pojemność wzorcową C0, aby na ekranie oscyloskopu otrzymać jak najmniejsze drgania (obraz zbliżony do linii prostej);
- przesuwamy suwak D tak aby na ekranie oscyloskopu otrzymać linię prostą. Odczytujemy długości odcinków a i b;
- podstawiamy do wzoru (1) wartość C0, a i b. Obliczamy pojemność Cx jednego z kondensatorów;
- jako Cx włączamy do układu kolejny kondensator i powtarzamy wyżej wymienione czynności;
- mierzymy pojemność kilku kondensatorów (już zbadanych) połączonych równolegle, szeregowo lub w sposób mieszany;
- wyniki pomiarów zapisujemy w tabelce;
C0
[nF]
a
[cm]
b
Cx
Obliczenia pojemności układów kondensatorów
Schematy połączeń mieszanych
Kondensator Cx1
220
49
51
215,6
Kondensator Cx2
22
50
Kondensator Cx3
470
489,2
Cxi
Cxj
Połączenie równoległe
210
53
47
236
(2)
237,6
641
52
48
694
704
469
508
501,2
Połączenie szeregowe
20
50,5
49,5
20,4
(3)
19,97
134
51,5
48,5
142
149,6
...
Bonifacy7