Metoda practicã de mãsurare a valorii capacitãtii condensatoarelor *)

Popescu Sabin Mihail - YO7EA
 

În practica radioamatorului constructor se iveste deseori nevoia de a mãsura capacitatea unor condensatoare, fie pentru a verifica dacã valoarea inscriptionatã pe ele se mai afla în tolerantã, fie pentru cã inscriptionarea valorii nu mai este lizibilã.

De mentionat faptul cã dintre toate componentele pasive folosite de amatorii constructori, condensatoarele electrolitice prezintã o fiabilitate mai scãzutã precum si o instabilitate mai pronuntatã a parametrilor în comparatie cu a celorlalte componente, valoarea capacitãtii condensatoarelor scazând - de regulã - în timp.

Prezentãm în continuare o metodã extrem de simplã - si totusi suficient de exactã - pentru mãsurarea capacitãtii condensatoarelor. Metoda propusã este aplicabilã atât condensatoarelor nepolarizate cât si celor electrolitice. Ea necesitã o sursã de tensiune alternativã (de valoare determinatã) cu frecventa retelei (50 Hz) si un instrument de mãsura obisnuit care sã poatã mãsura intensitãti în curent alternativ (valoare eficace).

Se cunoaste cã în curent alternativ condensatorul prezintã o reactantã capacitivã:

unde Xc: reactanta capacitivã (în Ohm).

C: capacitatea condensatorului (în F)

ω: 314 (pentru 50 Hz)
 

La mãsurarea capacitãtii condensatorului în μF (microfarad) trebuie multiplicatã formula cu 10⁶ astfel:

Din legea lui Ohm generalizatã stim cã:

Din egalitatea de mai sus rezultã:

Dacã mãsurãm pe I în mA trebuie sã lucrãm cu U în mV. Aplicând deci condensatorului ce trebuie mãsurat o tensiune alternativã de 3185 mV rezultã:

deci:

 

În concluzie, pentru mãsurarea capacitãtii este necesar un transformator care sã ne ofere la o înfãsurare secundarã 3,185 V, curentul debitat în mA fiind de ordinul de mãrime al condensatorului supus mãsurãtorii, în μF.

Schema de mãsurã este prezentatã în figurã

 

Valoarea în μF a condensatorului mãsurat prin aceastã metodã este chiar valoarea în mA cititã pe instrumentul de mãsurã (cu conditia ca tensiunea aplicatã sa fie 3,185 V).

Bineînteles, condensatoarele electrolitice nu suferã la aplicarea acestei tensiuni alternative de valoare micã.

În cazul mãsurãrii condensatoarelor electrolitice care au stat depozitate mai mult timp (sau montajul în care au fost plantate nu a fost sub tensiune un timp mai îndelungat), pentru o mãsurare realã a capacitãtii se impune o regenerare prin aplicarea unei tensiuni de regenerare a stratului de oxid de aluminiu care constituie dielectricul. Aceasta se face aplicând pentru câteva ore, o tensiune de regenerare cu o valoare de 1/5 - 1/3 din tensiunea maximã de lucru a condensatorului marcatã pe condensatorul respectiv, crescând valoarea acestei tensiuni aplicate pânã la tensiunea nominalã spre finele perioadei de regenerare în care curentul de fugã va scãdea spectaculos.

Dupã efectuarea acestei regenerãri se poate trece la mãsurarea propriu zisã.

Cu toatã simplitatea ei, metoda propusã poate oferi rezultate destul de exacte. Cei ce doresc, pot corecta mãsuratoarea eliminând erorile.

Principalul factor de eroare este valoarea tensiunii aplicate, în cazul nostru 3,185 V. Dacã tensiunea avutã la dispozitie este putin diferitã, se poate calcula diferenta în procente fatã de 3,185 V si aceleasi procente, cu acelasi semn, se adaugã sau se scad din valoarea capacitãtii mãsurate.

De asemenea, pentru a diminua eroarea trebuie sã utilizam un instrument de mãsurã a curentului cu o clasã de precizie acceptabilã. Un instrument cu clasa 1,5 este foarte bun. În cazul unui instrument cu o clasã de precizie mai slabã (de exemplu, 4) se va tine cont de aceastã posibilã eroare a mãsurãtorii.

Eroarea subiectivã introdusã de operator, poate fi diminuatã prin efectuarea a douã - trei mãsurãtori, valoarea corectã fiind media aritmeticã a mãsurãtorilor.
 
*) - Articol apãrut în publicatia RADIO nr.4 /1994 - Edit. Teora