Измерение ёмкости и тангенса угла потерь



При подключении к конденсатору источника электрической энергии часть ее теряется в виде тепла (из-за сквозной проводимости, расхода энергии на смещение зарядов при поляризации, потерь энергии в выводах и электродах, потерь на ионизацию воздушных включений в диэлектрике и др.). Если сравнить процесс накопления заряда конденсатора с накоплением потенциальной энергии механической пружиной при ее сжатии, то потери энергии в конденсаторе следует сравнить с потерями энергии в пружине, выделяющимися также в виде тепла.

Эквивалентная последовательная и параллельная схемы конденсатора с потерями.

Величина потерь в конденсаторе оценивается тангенсом угла потерь δ, дополняющего до 90° угол сдвига фаз между током и напряжением в емкостной цепи (рис. 1). Тангенс угла потерь можно выразить и как отношение активной мощности потерь конденсатора к его реактивной мощности при синусоидальном напряжении. Потери в конденсаторе в первую очередь определяются структурой его диэлектрика и наличием различных дефектов (инородных включений, повышенной проводимости и др.). Наименьшие потери имеют вакуумные конденсаторы ( tgδ≤10-5), наибольшиешие - алюминиевые электролитические (tgδ=0.1-0.3).

В некоторых случаях определяющим в величине tgδ является сопротивление металлических частей конденсатора, особенно на высоких частотах из-за вытеснения тока к поверхности проводника (скин-эффект), а для электролитических конденсаторов - сопротивление электролита.

Иногда для оценки потерь в конденсаторе пользуются величиной, обратной tgδ, называемой добротностью или коэффициентом мощности конденсатора.

Измерение тангенса угла потерь из-за сложной природы этой величины требует особой тщательности. Удлинительные провода, плохие контакты, наличие паразитных электрических полей могут значительно исказить результаты измерений. Тангенс угла потерь конденсаторов должен измеряться при указанных в ТУ значениях напряжения и частоты измерительным прибором с указанной в технических условиях на конденсаторы погрешностью.

Тангенс угла потерь электролитических конденсаторов измеряют при указанной в ТУ величине поляризующего напряжения постоянного тока.

Измерение емкости должно производиться при указанных в действующих ТУ величинах напряжения и частоты измерительными приборами с погрешностью в 3—5 раз меньшей, чем допустимое отклонение емкости от номинала. Конденсатор для измерения подключается непосредственно к прибору с помощью предусмотренных у прибора приспособлений — колодок с контактными губками или зажимов с медными проводами.

Конструкция колодок или длина проводов должны быть такими, чтобы вносимая дополнительная погрешность не превышала 10% от допускаемого отклонения емкости. Вывод конденсатора, соединенный с корпусом или с внешним электродом (для керамических конденсаторов), подключают к заземленной клемме измерительного прибора или к клемме с меньшим потенциалом относительно земли.

Измерение последовательной емкости электролитических конденсаторов производят методом моста при поляризующем напряжении постоянного тока. Значения поляризующих напряжений указаны в ТУ.

При оценке отклонения емкости от номинального значения следует учитывать, что фактическое отклонение может отличаться от измеренного на погрешность прибора.

При оценке изменения емкости в результате воздействия на конденсатор различных факторов (температуры, влажности, вибрации и др.) следует учитывать, что фактическое изменение емкости может отличаться от измеренного на удвоенную погрешность прибора.


Список использованной литературы


1. Элементы радиоэлектронной аппаратуры. Электрические конденсаторы постоянной ёмкости. В.Н. Гусев, В.Ф.Смирнов. - М.: Советское радио, 1968.



Поиск по сайту