Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
W2 Usługi badań i pomiarów
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

pomiar parametrów kondensatora w domowych warunkach

16 Cze 2006 21:08 3289 15
  • Poziom 10  
    Witam!

    Jak pomierzyć prąd samorozładowania kondensatora oraz rezystancję wewnętrzną (podczas rozładowywania) w warunkach powiedzmy domowych? Dysponuję dwoma multimetrami...

    pozdrawiam.
  • W2 Usługi badań i pomiarów
  • Pomocny post
    Poziom 43  
    Witam,
    miszu80 napisał:
    Witam!

    Jak pomierzyć prąd samorozładowania kondensatora oraz rezystancję wewnętrzną (podczas rozładowywania) w warunkach powiedzmy domowych? Dysponuję dwoma multimetrami...

    jest to możliwe jeśli multimetr będzie w stanie tak małą wartość prądu zmierzyć. Do całości przeprowadzenia eksperymentu potrzebne jest jeszcze źródło napięcia stałego o określonym, odpowiednim do napięcia pracy kondenasatora, napięciu. Do tego jeszcze rezystor zabezpieczający, rzędu 10kΩ do 1MΩ (ale o znanej wartości) w zależności od prądu upływu, badanego kondensatora.
    Istotne też jest, by stałość napięcia źródła w czasie pomiaru była dostateczna.
    Układ pomiarowy jest prosty; w szereg z mili (mikro) amperomierzem włączamy rezystor zabezpieczający, a do tego również szeregowo - badany kondensator.
    To wszystko należy podłączyć, do źródła napięcia (uwaga na polaryzację; źródła i jak domyślam się, kondensatora elektrolitycznego).
    W pierwszej chwili, po włączeniu, popłynie duży prąd ładowania kondensatora, który zacznie zmniejszać się, a kiedy wskazania miernika mierzącego wartość prądu przestaną zmieniać się, można uznać, iż kondesator naładował się do napięcia wynikającego z dzielnika utworzonego przez:
    rezystancję Ru upływu (przy danym napięciu na okładzinach kondesatora, ponieważ dla innego napięcia może to być inna wartość), oraz rezystancji zabezpieczającej Rz.
    Znając wartość zmierzonego prądu upływu kondensatora Iu, oraz wartość Uz napięcia źródła, możemy korzystając z Prawa Ohma napisać równanie:
    Ru+Rz=Uz/Iu, stąd rezystancja upływu :
    Ru=Uz/Iu-Rz
    Napięcie Uc na okładzinach kondesatora wyznaczyć można z drugiego Prawa Kirchhoffa:
    Uz=Iu•Rz+Uc, stąd
    Uc=Uz-Iu•Rz
    Dopowiem tylko, iż wartość Rz należy zmienić ewentualnie po pierwszym, wstępnym, pomiarze, kiedy okaże się, iż na rezystancji Rz występuje zbyt; mały (duży) spadek napięcia, praktycznie to napięcie na Rz powinno być do ok. 20% napięcia na naładowanym (będącym w stanie ustalonym układzie) kondensatorze, choć podana wartość napięcia na rezystancji Rz nie jest krytyczną.
    Jeszcze raz akcentuję wymógł zachowania stałej (i bez tętnień) wartości napięcia źródła Uz, ponieważ w przypadku przeciwnym, całe powyższe założenia i obliczenie nie są prawdziwe.

    Pozdrawiam
    Greg
  • W2 Usługi badań i pomiarów
  • Poziom 10  
    Ok, dzięki wielkie.

    Pisząc w poście o "rezystancji" miałem na myśli pasożytniczą, szeregową rezystancję ograniczającą prąd rozładowania. Jak to badziewie wyznaczyć, bo szczerze mówiąc z prądem upływu się domyślałem :D, choć nieco inaczej...
  • Poziom 43  
    Witam,
    miszu80 napisał:
    Ok, dzięki wielkie.

    Pisząc w poście o "rezystancji" miałem na myśli pasożytniczą, szeregową rezystancję ograniczającą prąd rozładowania. Jak to badziewie wyznaczyć, bo szczerze mówiąc z prądem upływu się domyślałem :D, choć nieco inaczej...

    to nie "pasożytnicza, szeregowa rezystancja" ale zupełnie co innego jest za to zjawisko odpowiedzialne, ponieważ domyślam się, iż kondensator (zapewne elektrolityczny) nie można rozładować do napięcia na okładzinach mniejszego od części wolta, czy dobrze "czuję pismo nosem" ? :D
    Proszę to potwierdzić, lub zaprzeczyć, ponieważ nie chcę pisać elaboratu, który okaże się, iż został napisany nie na temat.

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 10  
    konkretnie chodzi o wyznaczenie spadku napięcia podczas rozładowywania kondensatora. Jak wiadomo nie jest on idealnym elementem i podczas przepływu prądu rozładowania następują straty. Tutaj odnośnik do kondensatora opisanego takimi parametrami, myślę, że to rozjaśni temat:
    http://www.seguro.pl/sklep/?zobacz=4534&producent=
  • Poziom 43  
    Witam,
    miszu80 napisał:
    konkretnie chodzi o wyznaczenie spadku napięcia podczas rozładowywania kondensatora. Jak wiadomo nie jest on idealnym elementem i podczas przepływu prądu rozładowania następują straty.

    i tak sobie też myślałem, ta rezystancja szeregowa strat dla kondensatora (jakiegokolwiek, nie tylko elektrolitycznego) dotyczy jego schematu zastępczego i to dla prądu przemiennego.
    Należy nie zapominać, iż kondesator zastosowany w filtrze prostownika, oprócz nagromadzenia ładunku elektrycznego Q związanego z jego pojemnością elektryczną C i napięciem na okładzinach U;
    Q=C•U
    przewodzi jeszcze składową zmienną prądu wyprostowanego, jaki jest kształt tej składowej prądu w funkcji czasu, dającej rozłożyć się na prądy sinusoidalne zmienne (bo tylko takie mogą płynąć przez kondensator) poprzez rozwinięcie jej w szereg Fouriera, to zależne to jest od;
    - kształtu wyprostowanego prądu,
    - jednoczesnego poboru prądu z zasilacza,
    - wartości pojemności i istniejącego napięcia na okładziach kondensatora.
    Najczęściej płyną przez tę pojemność kondesatora harmoniczne parzyste prądu, gdzie harmoniczną podstawową (pierwszą) jest przebieg o częstotliwości napięcia przemiennnego, które ulega wyprostowaniu.
    Dla wyznaczenia wartości strat, tego rezystora potrzeba trochę bardziej skomplikowanego układu pomiarowego w skład którego niezbędny jest odpowiedni (o odpowiedniej częstotliwości i mocy) generator przebiegu złożonego - nieharmonicznego (niesinnusoidalnego).
    Do tego źródło napięcia stałego, służące do naładowania i utrzymania ładunku na okładzinach kondensatora, oraz przynajmniej jeden dławik o odpowiedniej indukcyjności, którego zadaniem jest odseparować obwód polaryzacji kondensatora od źródła napięcia (prądu) mierzonego.
    Do tego odpowiednie (selektywne) woltomierze, ponieważ pomiar tej zastępczej rezystancji odbywa się w układze trzech woltomierzy (amperomierzy).
    Jak widać, ten pomiar nie jest możliwy, nawet w średnio wyposażonym laboratorium.
    Jak uda mi się, znaleźć w sieci schemat takiego układu pomiarowego, to go tu w późniejszym czasie zamieszczę.

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 34  
    miszu80 napisał:
    Witam!

    Jak pomierzyć prąd samorozładowania kondensatora oraz rezystancję wewnętrzną (podczas rozładowywania) w warunkach powiedzmy domowych? Dysponuję dwoma multimetrami...

    pozdrawiam.

    Samorozładowanie wynika z istnienia rezystancji "upływu" która jest równolegle dołączona do okładek kondensatora (idealnego). Istnieje też rezystancja szeregowa - połączona szeregowo z okładkami.Jest ona pomijalnie mała(rezystancja doprowadzeń). Prąd samorozładowania jest fcją eksponencjalną (e^x).Zazwyczaj interesuje nas rezystancja upływu,która świadczy o jakości kond.Włączając na kond. znane stałe napięcie Uo - postępujemy tak: korzystamy ze wzoru:
    U(t)=Uo*e^(-t/(Ru*C)); t->czas;C->pojemność;Uo->znane przyłożone U
    Po przekształceniu:
    Ru=t/(C*ln(Uo/U(t)));
    Od momentu odłączenia napięcia zaczynamy mierzyć czas.Po upływie np 5sec mierzymy napięcie na C woltomierzem o bardzo dużej oporności wewnętrznej (cyfrowy). Zapisujemy to napięcie i jest to U(t).Podstawiamy do wzoru i mamy Ru.Podłączenie woltomierza zmienia stałą czasową rozładowania C,dlatego musimy szybko odczytać wartość napięcia.Czas po którym dołączamy woltomierz musimy dobrać doświadczalnie - im lepszy C tym czas dłuższy.
    Trochę to długie,ale starałem się dobrze wytłumaczyć. Tak możemy mierzyć elektrolity,ceramiki,mifleksy,itp musimy mierzyć innymi metodami w domu niedostępnymi.
  • Poziom 43  
    Witam,
    ed-ek napisał:
    miszu80 napisał:
    Witam!

    Jak pomierzyć prąd samorozładowania kondensatora oraz rezystancję wewnętrzną (podczas rozładowywania) w warunkach powiedzmy domowych? Dysponuję dwoma multimetrami...

    pozdrawiam.

    ed-ek napisał:
    Samorozładowanie wynika z istnienia rezystancji "upływu" która jest równolegle dołączona do okładek kondensatora (idealnego). Istnieje też rezystancja szeregowa - połączona szeregowo z okładkami.Jest ona pomijalnie mała(rezystancja doprowadzeń). Prąd samorozładowania jest fcją eksponencjalną (e^x).Zazwyczaj interesuje nas rezystancja upływu,która świadczy o jakości kond.Włączając na kond. znane stałe napięcie Uo - postępujemy tak: korzystamy ze wzoru:
    U(t)=Uo*e^(-t/(Ru*C)); t->czas;C->pojemność;Uo->znane przyłożone U
    Po przekształceniu:
    Ru=t/(C*ln(Uo/U(t)));

    pozwolę sobie zauważyć, iż nie wolno przyjmować a priori, że rezystancja upływu kondensatora jest liniowa, a więc niezależna od wartości napięcia na jego okładzinach, ponieważ tak nie jest, szczególnie zaś, dla kondensatora elektrolitycznego.
    Wobec powyższego, napisane wyżej zależności są nieprawdziwe i nie można, na podstawie tak wykonanych pomiarów, określać rezystancji upływu.
    Pozostaje jeszcze kwestia idealnego woltmierza (o ustroju pojemnościowym) za pomocą którego należałoby mierzyć napięcie na okładzinach kondensatora. Pomiar woltomierzam ze skończoną praktycznie rezystancją wewnętrzną napięcia na jego okładzinach, jest zawsze obarczony błędem związanym z przepływem części ładunku z kondesatora przez tę rezystancję.
    Jedynym, wiarygodnym sposobem pomiaru wartości tej rezystancji upływu (w punkcie, czyli dla określonej wartości napięcia na okładzinach kondensatora) jest pomiar, zaproponowany już wcześniej przeze mnie, metodą techniczną, czyli mikroamperomierzem i woltomierzem i to w układzie z dokładnie mierzonym prądem.

    Pozdrowiam
    Greg
  • Poziom 34  
    Greg pisze:
    pozwolę sobie zauważyć, iż nie wolno przyjmować a priori, że rezystancja upływu kondensatora jest liniowa, a więc niezależna od wartości napięcia na jego okładzinach, ponieważ tak nie jest, szczególnie zaś, dla kondensatora elektrolitycznego.
    Wobec powyższego, napisane wyżej zależności są nieprawdziwe i nie można, na podstawie tak wykonanych pomiarów, określać rezystancji upływu.
    Pozostaje jeszcze kwestia idealnego woltmierza (o ustroju pojemnościowym) za pomocą którego należałoby mierzyć napięcie na okładzinach kondensatora. Pomiar woltomierzam ze skończoną praktycznie rezystancją wewnętrzną napięcia na jego okładzinach, jest zawsze obarczony błędem związanym z przepływem części ładunku z kondesatora przez tę rezystancję.
    Jedynym, wiarygodnym sposobem pomiaru wartości tej rezystancji upływu (w punkcie, czyli dla określonej wartości napięcia na okładzinach kondensatora) jest pomiar, zaproponowany już wcześniej przeze mnie, metodą techniczną, czyli mikroamperomierzem i woltomierzem i to w układzie z dokładnie mierzonym prądem.

    Pozdrowiam
    Greg
    Pomiar metodą techniczną to mrzonka.
    A jak metoda techniczna uwzględnia tak przez ciebie zauważaną nieliniowość rezystancji upływu? Czy nie widzisz że to co napisałem zapewnia o wiele większą dokładność pomiaru? Przeczytaj uważnie jeszcze raz post i zgłoś konkretne uwagi.
    A wogóle dopiero teraz zauważyłem,koncentrując się dotychczas na twoich dziwnych uwagach że jak ty niby włączysz ten uamperomierz.Powinien być włączony szeregowo z mierzoną opornością. Ale oporność upływu jest bezpośrednio dołączona do okładek C. Spróbój to narysować.
    Poprawiam ciągle ten post,ale koniec - metoda techniczna nie ma zastosowania.
  • Poziom 43  
    Witam,
    ed-ek napisał:
    Greg pisze:
    GregBa napisał:
    pozwolę sobie zauważyć, iż nie wolno przyjmować a priori, że rezystancja upływu kondensatora jest liniowa, a więc niezależna od wartości napięcia na jego okładzinach, ponieważ tak nie jest, szczególnie zaś, dla kondensatora elektrolitycznego.
    Wobec powyższego, napisane wyżej zależności są nieprawdziwe i nie można, na podstawie tak wykonanych pomiarów, określać rezystancji upływu.
    Pozostaje jeszcze kwestia idealnego woltmierza (o ustroju pojemnościowym) za pomocą którego należałoby mierzyć napięcie na okładzinach kondensatora. Pomiar woltomierzam ze skończoną praktycznie rezystancją wewnętrzną napięcia na jego okładzinach, jest zawsze obarczony błędem związanym z przepływem części ładunku z kondesatora przez tę rezystancję.
    Jedynym, wiarygodnym sposobem pomiaru wartości tej rezystancji upływu (w punkcie, czyli dla określonej wartości napięcia na okładzinach kondensatora) jest pomiar, zaproponowany już wcześniej przeze mnie, metodą techniczną, czyli mikroamperomierzem i woltomierzem i to w układzie z dokładnie mierzonym prądem.

    Pozdrowiam
    Greg

    Com napisał, napisałem i proszę nie podważać prawdziwości moich słów, ponieważ w ten sposób, Panie Kolego, ośmieszacie się tylko.

    ed-ek napisał:
    Pomiar metodą techniczną to mrzonka.

    Na powyższe mam tylko jedno słowo: bzdura
    To jest moim, i chyba nie tylko moim, zdaniem; jedyna metoda pozwalająca znaleźć przebieg prądu (rezystancji) upływu kondensatora od napięcia na jego okładkach.
    Jeśli mylę się, to proszę mi to udowodnić, Panie Kolego.

    ed-ek napisał:
    A jak metoda techniczna uwzględnia tak przez ciebie zauważaną nieliniowość rezystancji upływu?

    Dokładnie tak, iż regulując wartość (najlepiej stabilizowanego) napięcia zasilającego Uz prąd jaki mierzymy włączonym w szereg z kondensatorem w stanie ustalonym amperomierzem, czyli kiedy nie występuje już ładowanie pojemności kondensatora, jest prądem upływu kondenasatora przy danej wartości napięcia na jego okładzinach, którą (jak już pokazałem) można sobie policzyć.


    ed-ek napisał:
    Czy nie widzisz że to co napisałem zapewnia o wiele większą dokładność pomiaru? Przeczytaj uważnie jeszcze raz post i zgłoś konkretne uwagi.
    A wogóle dopiero teraz zauważyłem,koncentrując się dotychczas na twoich dziwnych uwagach że jak ty niby włączysz ten uamperomierz.Powinien być włączony szeregowo z mierzoną opornością. Ale oporność upływu jest bezpośrednio dołączona do okładek C. Spróbój to narysować.

    Zaiste, ustęp powyższy nie wart jest nawet mego komentarza.

    ed-ek napisał:
    Poprawiam ciągle ten post,ale koniec - metoda techniczna nie ma zastosowania.

    Jak widać bez wyraźnego skutku i przeświadczenie swej słusznośni godne lepszej sprawy ... :cry: :D 8=O

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 34  
    Greg: nie obrażaj się! Bardzo proszę przedstaw schemat pomiarowy, ale pamiętaj że rezystancja upływu dołączona jest || do okładek. Jeżeli przedstawisz taki schemat, ja wobec wszystkich przyznam się do błędu, a Ciebie serdecznie przeproszę i podziękuję za naukę.
    Czekam na schemacik.
  • Poziom 43  
    ed-ek napisał:
    Greg: nie obrażaj się! Bardzo proszę przedstaw schemat pomiarowy, ale pamiętaj że rezystancja upływu dołączona jest || do okładek. Jeżeli przedstawisz taki schemat, ja wobec wszystkich przyznam się do błędu, a Ciebie serdecznie przeproszę i podziękuję za naukę.
    Czekam na schemacik.

    jaki schemat, bo mowa tu była o dwóch?
    Natomiast układ do pomiaru rezystancji metodą techniczną z dokładnie mierzonym prądem jest (powinien być) dla każdego, kto mieni się być elektrykiem tak znamym, iż doprawdy, chyba nie wart jest bym go (i nieudolnie myszką w Paint'ie) rysował i zamieszczał, ja nie chcę ośmieszać się.
    Reszta; warunki pomiaru, interpretacja tak otrzymanych wyników, to sprawa operacji pamięciowych, wszak wiele innych pojęć funkcjonujących w elektrotechnice, to pojęcia umysłowe (dostępne tylko do naszej wyobraźni), a nie pojęcia zmysłowe (dające się zbadać naszymi zmysłami, czasami za pomocą "Szkiełka Mędrca").
    Wszak wiele rezystancji (np. wejściowa wzmacniacza, czy jego wyjściowa), mierzymy w sposób pośredni i na podstawie otrzymanych wyników obliczamy poszukiwany parametr.
    Przecież i ta metoda do takich należy.
    Choć możliwy jest i pomiar bezpośredni rezystacji upływu kondesatora (przy danym napięciu probierczym), np megomierzem z ustrojem różnicowym (to taki z korbką kiedyś, a teraz; współczesne konstrukcje - na baterie).
    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 34  
    Greg: chodzi mi o schemat pomiaru rezystancji upływu kondensatora metodą techniczną. Czyli dla uproszczenia mamy idealne C i równolegle do C dołączone Rupływu.
    Z niecierpliwością czekam aby Cię przeprosić.

    Bez podania układu pomiarowego (jak dołączyć woltomierz i amperomierz) trudno jest rozmawiać.
    Z poważaniem.
  • Poziom 43  
    Witam,
    ed-ek napisał:
    Greg: chodzi mi o schemat pomiaru rezystancji upływu kondensatora metodą techniczną. Czyli dla uproszczenia mamy idealne C i równolegle do C dołączone Rupływu.

    oczywiście, że tylko tak i tylko tak, nie inaczej. Tak zawsze było, poczynając od pierwszej monografii w języku polskim (choć to znane już było M. Faraday'emu) Prof. Mieczysława Pożaryskiego, którego drugie wydanie (jako nieliczne w Polsce) z 1927r. jest w moim posiadaniu. Wiem, że jest (bo widziałem na własne oczy) taki egzemplarz w bibliotece Politechniki Warszawskiej, czy jeszcze gdzieś, to nie wiem. Dalej poprzez kolejne monografie Prof. Prof.: Konorskiego, Cholewickiego, Keniga, Ciechanowicza, i innych, po pierwsze skrypty z końca lat '60 ub. w. B. Bolkowskiego, a potem, późniejsze Jego monografie, do dnia dzisiejszego.

    ed-ek napisał:
    Z niecierpliwością czekam aby Cię przeprosić.

    Znacznie większą miałbym saysfakcję, gdybym nie musiał w tej dyskusji uczestniczyć.

    ed-ek napisał:
    Bez podania układu pomiarowego (jak dołączyć woltomierz i amperomierz) trudno jest rozmawiać.
    Z poważaniem.

    No i zostałem przyparty "do muru" by szukać schematu.
    A Google na to, skocz i zobacz: http://skocz.pl/bojn
    Jednak skoro już zahaczyłem o Google, to i jakiś schemat "uprowadziłem", myślę, iż autor nie będzie mi mieć tego za złe.
    Dla niepoznaki zatarłem część podpisów pod rysunkami.

    pomiar parametrów kondensatora w domowych warunkach

    No cóż, mnie nie jest trudno rozmawiać bez schematu kiedy:
    - nazywane są sprawy (rzeczy) po imieniu,
    - schemat był mi uprzednio znanym.

    Pozdrawiam
    Greg
  • Poziom 34  
    Tak, Greg - przepraszam za zamieszanie. Nie wiem co mnie zaćmiło, chyba potężny kac.
    Jedyny mankament to że przy dobrych kondensatorach uamperomierz musi mieć malutki zakres,przy Ru=10MΩ praktycznie nie znajdę przyrządu,jeżeli przyjmę że UCmax=10V.
    Zwracam honor.
  • Poziom 43  
    witam,
    ed-ek napisał:
    Tak, Greg - przepraszam za zamieszanie. Nie wiem co mnie zaćmiło, chyba potężny kac.

    No cóż bywa, tylko po co było się tak długo spierać? :D
    Przeprosiny, co oczywiste, przyjmuję.

    ed-ek napisał:
    Jedyny mankament to że przy dobrych kondensatorach uamperomierz musi mieć malutki zakres,przy Ru=10MΩ praktycznie nie znajdę przyrządu,jeżeli przyjmę że UCmax=10V.
    Zwracam honor.

    Fakt, ale i tu technika analogowa spieszy nam z pomocą; idealny (piko, nano, mikro) - amperomierz, czyli o zerowej rezystancji wewnętrznej to sprawa banalna, wystarczy dobry układ wzmacniacza operacyjnego z prądami polaryzacji oddalonymi o przynajmniej trzy rzędy wartości w dół od prądów mierzonych i odpowiednio dobrany Giga, czy Tera Ohmowy rezystor, najlepiej będący wielokrotnością dziesiątki, bo wtedy jest liczbowa odpowiedniość (plus oczywiście symetryczne zasilanie wzmacniacza operacyjnego), a na wyjściu cyfrowy woltomierz na zakres do 10V, sic, wszystko.
    To jest najprostsza aplikacja wzmacniacza operacyjnego ==> wzmacniacz + rezystor w pętli ujemnego sprzężenia zwrotego.
    Nie muszę dodawać, iż z tak precyzyjnym miernikiem należy obchodzić się bardzo ostrożne, ponieważ jest zasadnicza trudność (upływności) w zabezpieczeniu przed przeciążeniem wzmacniacza operacyjnego.
    Dobrym sposobem jest przyłączenie stosunkowo małego rezystora (ok 1kΩ) równolegle do wysokoomowego rezystora pomiarowego i odłączanie tego pierwszego (od węzła wejściowego) tylko na niezbędny czas wykonania pomiaru.
    Oczywistym jest, iż ten małocośtamamperomierz pracuje jako niesymetryczny - uziemiony, co niekiedy stwarza trudności i konieczność przebudowywania całego układu pomiarowego, by powyższy warunek spełnić.

    Pozdrawiam
    Greg