Особенности расчета конденсатора

Мультиметр

Если проверка с помощью тестера не подходит и требуется точно определить текущие характеристики, стоит перейти на применение мультиметра.

Это довольно универсальный прибор, но самостоятельно для измерения ёмкости стартерного аккумулятора от автомобиля он применяться не может. Здесь мультиметр выступает как один из составляющих комплексной проверки.

При замере ёмкости с помощью мультиметра для проверки аккумулятора автомобиля может потребоваться нагрузка либо контрольный разряд.

Тест под нагрузкой

Если говорить про эффективные схемы измерения реальной ёмкости стартерного аккумулятора для авто, то среди них стоит выделить тестирование под нагрузкой.

В роли нагрузки обычно используется автомобильная лампа из фары.

Продолжив тестирование, можно довести батарею до состояния глубокого разряда. А вывести из него порой не получается даже самыми современными и эффективными зарядными устройствами.

Определяя нагрузку для измерения ёмкости, во внимание следует принимать ампераж. При номинальной (паспортной) ёмкости 60 Ач, нагрузка должна составлять 30 Вт. Чтобы проверить АКБ на ёмкость под нагрузкой, необходимо:

Чтобы проверить АКБ на ёмкость под нагрузкой, необходимо:

• отключить АКБ от генератора;
• сделать замеры напряжения;
• подключить нагрузку;
• дать АКБ поработать под нагрузкой 1–2 минуты;
• отключить её;
• подключить мультиметр;
• сделать замеры напряжения ещё раз.

Если мультиметр будет показывать 12,4–12,6 В, ёмкость АКБ поддерживается на высоком уровне, и батарея нормально функционирует. Если же мультиметр показывает 12 В и меньше, источник питания наверняка на пределе своих возможностей и ему требуется замена.

Также существует методика контрольного разряда, по которой часто проверяют ёмкость.

Мультиметр соединяется с АКБ и считывает данные до момента, пока сила тока не упадёт до 50–60% от номинальной. Полученное значение сравнивают с данными из техпаспорта. Если разница большая, батарея нуждается в замене.

Сделать проверку ёмкости АКБ не так сложно. Но тут потребуется определённое оборудование, некоторые навыки и умения. При нежелании заниматься всем этим самостоятельно, всегда можно отдать АКБ на диагностику. Там проведут проверку всеми доступными методами и вынесут вердикт о текущем состоянии аккумулятора.

Продлить срок службы батареи можно. Даже в том случае, если свинцовые пластины подверглись сульфатации. Но иногда о восстановлении говорить не приходится. Единственный способ вернуть машине нормальную работоспособность заключается в покупке нового источника питания.

Напряжение

Рассматривая различные типы пусковых выпрямителей трехфазного двигателя, подключаемого к однофазной сети, следует принимать во внимание и такой параметр, как рабочее напряжение. Ошибкой будет использование выпрямителя, показатель напряжения которого превышает на порядок требуемый

Помимо высоких затрат на его приобретение придется выделить для него больше места из-за его больших габаритов

Ошибкой будет использование выпрямителя, показатель напряжения которого превышает на порядок требуемый. Помимо высоких затрат на его приобретение придется выделить для него больше места из-за его больших габаритов.

В то же время не стоит рассматривать модели, в которых напряжение имеет меньший показатель, нежели напряжение сети. Устройства с такими характеристиками не смогут эффективно выполнять свои функции и довольно скоро выйдут из строя.

Чтобы свести к не ошибиться при выборе рабочего напряжения , следует придерживаться следующей схемы расчета: итоговый параметр должен соответствовать произведению фактического напряжения сети и коэффициента 1,15, при этом расчетное значение должно составлять не менее 300 В.

В том случае, если выбираются бумажные выпрямители для работы в сети переменного напряжения, то их рабочее напряжение нужно разделить на 1,5-2. Поэтому рабочее напряжение для бумажного конденсатора, для которого производитель указал напряжение в 180 В, в условиях работы в сети переменного тока составит 90-120 В.

Дабы понять, как на практике реализуется идея подключение трехфазного электродвигателя к однофазной сети, выполним эксперимент с использованием агрегата АОЛ 22-4 мощностью 400 (Вт) . Главная задача, которая должна быть решена – запуск двигателя от однофазной сети с напряжением 220 В.

Используемый электродвигатель имеет следующие характеристики:

• показатель мощности вчера– 400 кВт;
• напряжение сети 220В переменного напряжения;
• Ток, все характеристики которого были определены при помощи электроизмерительных клещей в трехфазном режиме работы– 1,9А;
• Схема подключения обмоток «звезда».

Помня о том, что используемый электродвигатель имеет небольшую мощность, при подключении его к однофазной сети можно купить лишь рабочий конденсатор.

Расчет емкости рабочего выпрямителя:

Пользуясь приведенными формулами, возьмем за среднее значение емкости рабочего выпрямителя показатель 25 мкФ. Здесь была выбрана несколько большая емкость, равная 10 мкФ. Так мы попытаемся выяснить, как влияет такое изменение на пуск аппарата.

Теперь нам необходимо купить выпрямители, в качестве последних будут использоваться конденсаторы типа МБГО. Далее на основе подготовленных выпрямителей выполняется сборка требуемой емкости.

В процессе работы следует помнить, что каждый такой выпрямитель имеет емкость 10 мкФ.

Если взять два конденсатора и соединить их друг с другом по параллельной схеме, то итоговая емкость составит 20 мкФ. При этом показатель рабочего напряжения будет равен 160В. Для достижения требуемого уровня в 320 В необходимо взять эти два выпрямитель и подключить их еще к такой же паре, конденсаторов, соединенных параллельно, но уже применив последовательную схему. В итоге суммарная емкость составит 10 мкФ. Когда батарея рабочих конденсаторов будет готова, подключаем ее к двигателю. Далее останется только запустить его в однофазной сети.

В процессе проведенного эксперимента с подключением двигателя к однофазной сети работа потребовала меньше времени и сил. Используя подобный агрегат с выбранной батареей выпрямителей, следует учесть, что его полезная мощность будет находиться на уровне до 70-80 % от номинальной мощности, при этом частота вращения ротора будет соответствовать номинальному показателю.

Важно: если используемый двигатель рассчитан на сеть напряжением 380/220 В, то при подключении к сети следует использовать схему «треугольник»

Обращайте внимание на содержание бирки: бывает так, что там приведено изображение звезды с напряжением 380 В. В этом случае правильную работу двигателя в сети можно обеспечить, выполнив следующие условия

Сперва придется «распотрошить» общую звезду, после чего соединить с клеммником 6 концов. Искать общую точку следует в лобовой части двигателя.

Видео: подключение однофазного двигателя в однофазную сеть

Решение об использовании пускового конденсатора следует принимать исходя из конкретных условий, чаще всего оказывается достаточно рабочего. Однако если используемый двигатель подвергается повышенной нагрузке, то эксплуатацию рекомендуется остановить. В этом случае необходимо правильно определить необходимую емкость устройства, чтобы обеспечить эффективную работу агрегата.

Активное и реактивное сопротивления

Хотя активное и реактивное сопротивления очень похожи. Даже значения обоих параметров измеряются в Омах, но они не совсем одинаковы. В результате этого невозможно сложить их вместе непосредственно. Вместо этого их нужно суммировать «векторно». Другими словами, необходимо округлить каждое значение, а затем сложить их вместе и выделить квадратный корень из этого числа:

Xtot2 = Xc2 + R2

В данной статье были подробно описаны основные компоненты, устройство и принцип работы конденсаторов, а также приведены базовые формулы, предназначенные для того, чтобы посчитать полезный объём прибора. Для более глубокого ознакомления необходимо внимательно рассмотреть типы данных деталей и их практические особенности в различных схемах и устройствах.

Какой ёмкости нужно выбирать АКБ

Аккумуляторную батарею выбирают по ёмкости, исходя из марки авто и мощности двигателя. Другими словами, производитель той или иной модели машины уже подобрал оптимальный вариант АКБ. Параметры этого источника энергии указаны в документации на автомобиль.

Кроме того, вы всегда можете поднять капот и посмотреть маркировку батареи.

А какая же ёмкость аккумулятора должна быть? При замене АКБ можно поставить прибор с точно такими же параметрами, что были ранее. Но есть и возможность установить батарею с большей или меньшей ёмкостью. Стоит отметить, что при большем значении этого параметра АКБ будет дольше разряжаться, но и больше времени заряжаться. А при уменьшении Ампер-часов, наоборот, меньше. Вот и вся разница!

А возможно ли как-то восстановить ёмкость аккумулятора? В некоторых случаях это реально, но процесс очень трудоёмкий, причём затраты не оправдывают себя. Проще и дешевле заменить батарею.

Смешанный способ

Сочетает в себе параллельное и последовательное подключения.

При этом для участков с последовательным соединением характерны свойства последовательного соединения, а для участков с параллельным — свойства параллельного.

Оно используется, когда ни электроемкость, ни номинальное напряжение приборов, имеющихся в продаже, не подходят для задачи. Обычно такая проблема возникает в радиотехнике.

Чтобы определить общее значение электроемкости, нужно будет сначала определить это же значение для параллельно соединенных двухполюсников, а потом для их последовательного соединения.

Упрощенный метод расчёта количества секций чугунных батарей

Существует несколько формул для расчёта количества радиаторов отопления.

На квадратный метр площади, таблица

Методика основана на утверждении, что для обогрева 1 м² жилой площади комнаты в средней полосе России необходимо 100 Вт тепловой мощности прибора отопления.

Фото 1. Вариант расчёта количества чугунных радиаторов на квадратный метр площади в жилом помещении.

Количество секций радиатора рассчитывается по формуле (1):

N = (100 х S)/Q (1)

• N — количество секций (с округлением до ближайшего целого числа);
• S — площадь комнаты, м²;
• Q — теплоотдача одной секции, Вт.

При нестандартных температурах теплоносителя

Тепловая мощность одной секции радиатора указана в паспорте для стандартных значений температуры на входе Тпод = 90ºС и выходе прибора Тобр = 70ºС.

Если в системе отопления частного дома температура теплоносителя имеет другие значения, то теплоотдача секции Q рассчитывается по формуле (2):

Q = K х ∆ Т (2)

• K — приведенный коэффициент, зависящий от физических характеристик секции радиатора;
• ∆ Т — температурный перепад, рассчитываемый по формуле (3):

∆ Т = 0,5 х (Тпод + Тобр) — Тпом (3)

• Тпод — температура на входе прибора отопления;
• Тобр — температура на выходе;
• Тпом — требуемая температура в комнате (20ºС).

Расчет значения Q при заданных температурах теплоносителя на входе и выходе прибора отопления выполняется в следующей последовательности:

1. Рассчитывается величина приведенного коэффициента К из формул (2), (3) для известных паспортных величин Q при стандартных Тпод = 90ºС, Тобр = 70ºС.
2. Определяется перепад ∆ Т по формуле (3) для реальных параметров Тпод и Тобр.
3. Вычисляется Q по формуле (2).

Фото 2. Чугунный радиатор, установленный в жилом помещении. Устройство украшено декоративной ковкой.

При нестандартной высоте потолков

Формула (1) справедлива при стандартной высоте комнаты — от 2,5 до 3 м. При иных значениях высоты помещения пользуются формулой (4):

N = (H х Y х S)/Q (4)

• N — количество секций (с округлением до ближайшего целого числа);
• H — высота комнаты, м;
• Y — удельная мощность, равная 41 Вт/м³ для панельных домов из железобетона или 34 Вт/м³ для кирпичных построек или частных домов с наружным утеплением;
• S — площадь помещения, м²;
• Q — теплоотдача одной секции, Вт.

Примеры практического применения расчета объёма труб

Попробуем на нескольких конкретных ситуациях разобрать последовательность действий при выполнении расчетов, связанных с объемом труб.

Пример №1

В загородном доме планируется замена воды в системе отопления на не застывающий на морозе аналог — пропиленгликоль. Необходимо рассчитать объем требуемого теплоносителя.

Система отопления состоит из печи с рубашкой на 70 литров, трех биметаллических радиаторов по 7 секций каждая, а также 85 метров полипропиленовых труб PN25 (25 x 4,2).

Стандартные трубы PN25 (25 x 4,2), чаще всего применяемые при организации отопительного контура, имеют внутренний диаметр 16,6мм. Так как объем жидкости необходимо рассчитывать в литрах, то в качестве единицы измерения будем использовать дециметры. Соотношения следующее: 1м = 10 дм и 1мм = 0,01 дм. Следовательно, d = 0,166 дм и L = 850 дм.

Далее рассчитываем общий объем труб. Для этого воспользуемся формулой: 

И получим:

• Объем рубашки котла мы знаем, он равен V2 = 70л.
• Также в паспорте биметаллического радиатора находим данные от том, что объем одной секции данного изделия равен 0,28л. Выходит общий объем всех трех радиаторов:

Теперь, зная общий объем жидкости, необходимой для заполнения данной системы отопления, можно смело, используя запас в размере 15%, заказывать 110 литров пропиленгликоля.

Пример №2

Зачастую на производственных и фермерских объектах вместо стандартных батарей устанавливают радиаторы собственного производства, работающих по принципу регистра. Требуется выполнить расчет объема такого радиатора, состоящего из 5 труб и трех пар перемычек.

• Производим замер длины каждой трубы. В нашем случае они равны и составляют 2,2 метра, а длина каждой перемычки равна 0,15м.
• При возможности измеряем с торцевой стороны наружный диаметр, он равен 114мм. Используя таблицы стандартных значений, вычисляем, что толщина стенки для такой трубы равна 4,5мм.  С помощью гибкой линейки измеряем длину окружности трубы-перемычки, пусть она равняется 200мм, отсюда находим наружный диаметр, он равняется 32мм, далее аналогично по справочнику определяем толщину стенки, для данного диаметра она равна 3мм.
• Определяем внутренний диаметр труб:

Далее определяем площадь сечения обоих труб:

Определяем объём каждого вида, используя суммарную длину труб:

Вычисляем общий объём самодельного радиатора:

Для большей информативности переводим кубические миллиметры в литры, получаем V = 96 литров.

Как посчитать объем коробки в М3

Во время фасовки и транспортировки товаров, предприниматели задаются вопросом, как это правильно сделать, чтобы сэкономить время и финансы. Расчет объема тары является важным моментом в доставке. Изучив все нюансы, Вы сможете подобрать необходимую по размерам коробку.

Как рассчитать объем короба? Чтобы груз без проблем поместился в короб, его объем необходимо высчитывать, пользуясь внутренними размерами.

Воспользуйтесь для вычисления объема коробки в форме куба или параллелепипеда. Он поможет ускорить процесс расчетов.

Груз, который необходимо поместить в тару, может быть простой или сложной конфигурации. Габариты короба должны быть на 8-10 мм больше самых выступающих точек груза. Это необходимо, чтобы предмет без затруднений поместился в тару.

Наружные размеры используют при подсчетах объемов коробок, чтобы грамотно заполнить пространство в кузове транспорта для перевозки. Также они нужны для вычисления площади и объема склада, необходимого для их хранения.

Во-первых, измерим длину (а) и ширину (b) коробки. Для этого будем пользоваться рулеткой или линейкой. Результат можно записать и перевести в метры. Будем пользоваться международной системой измерений SI. Согласно ей, объем емкости рассчитывается в кубических метрах (м3). Для тары, стороны которой меньше метра, удобней производить замеры в сантиметрах или миллиметрах. Необходимо учитывать, что габариты груза и коробки должны быть в одних и тех же единицах измерения. Для квадратных коробок длина равняется ширине.

Затем произведем замеры высоты (h) имеющейся тары ─ расстояние от нижнего клапана коробки до верхнего.

В случае, если Вы сделали замеры в миллиметрах, а результат необходимо получить в м3, переводим каждое число в м. Например, есть данные:

• а=300 мм;
• b=250 мм;
• h=150 мм.

Учитывая, что 1 м=1000 м, переведем эти значения в метры, а затем подставим в формулу.

• а=300/1000=0,3 м;
• b=250/1000=0,25 м;
• h=150/1000=0,15 м.

Формулы

• V=a*b*h, где:
• a – длина основания (м),
• b – ширина основания (м),
• h – высота (м),
• V — объем (м3).

Используя формулу подсчета объема коробки получим:

V=a*b*h =0,3*0,25*0,15=0,0112 м3.

Такой метод можно использовать при расчете объема параллелепипеда, то есть для прямоугольных и квадратных коробок.

Что он из себя представляет и как работает

В самом простейшем случае конденсатор состоит из двух токопроводящих пластин (обкладок), разделённых слоем диэлектрика.

Между обкладками находится слой диэлектрика — материала плохо проводящего электрический ток

На пластины подаётся постоянный или переменный ток. Вначале, пока энергия накапливается, потребление энергии конденсатором высокое. По мере «наполнения» ёмкости оно снижается. Когда заряд набран полностью, токопотребления вообще нет, источник питания как бы отключается. В это время конденсатор сам начинает отдавать накопленный заряд. То есть, он на время становится своеобразным источником питания. Поэтому его и сравнивают с аккумулятором.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Разберем подробный расчет, ниже сможете найти форму онлайн калькулятора.

Расчет емкости конденсатора для светодиода:

С(мкФ) = 3200 * Iсд) / √(Uвх² — Uвых²)

С мкФ – ёмкость конде-ра. Он должен быть рассчитан на 400-500В; Iсд – номинальный ток диода (смотрим в паспортных данных); Uвх – амплитудное напряжение сети — 320В; Uвых – номинальное напряжение питания LED.

Можно встретить еще такую формулу:

C = (4,45 * I) / (U — Uд)

Она используется для маломощных нагрузок до 100 мА и до 5В.

Подключение одного светодиода

Для расчета емкости конде-ра нам понадобится:

• Максимальный ток диода – 0,15А;
• напряжение питания диода – 3,5В;
• амплитудное напряжение сети — 320В.

Для таких условий параметры конде-ра: 1,5мкФ, 400В.

Подключение нескольких светодиодов

При расчете конденсатора для светодиодной лампы необходимо учитывать, что диоды в ней соединены группами.

• Напряжение питания для последовательной цепочки – Uсд * количество LED в цепи;
• сила тока – Iсд * количество параллельных цепочек.

Для примера возьмём модель с шестью параллельными линиями из четырёх последовательных диодов.

Напряжение питания – 4 * 3,5В = 14В; Сила тока цепи – 0,15А * 6 = 0,9А;

Для этой схемы параметры конде-ра: 9мкФ, 400В.

Нестандартное сечение трубы

Сечение трубы не всегда бывает круглым. Так, например, оно может быть овальным, трапециевидным или прямоугольным. Как тогда делать расчет? Ведь все методы вычислений, которые были приведены выше, были рассчитаны на круглое сечение.

В расчете труб нестандартных сечений на самом деле нет ничего сложного. Пригодятся также простейшие знания из школьной программы. Например, у вас имеется труба квадратного либо прямоугольного сечения, которые представляют собой ничто иное, как обычный четырехугольник. Рассчитать площадь такой фигуры очень просто – нужно найти произведение ширины и длины сторон. Зная площадь сечения, можно найти объем – умножить площадь и длину конструкции.

Для нахождения площади окраски квадратных труб, нужно получить значение произведения периметра сечения (сумма длин всех сторон) и длины трубы.

Если в работе используются материалы, имеющие трапециевидное сечение, то их периметр можно подсчитать по следующей формуле: сложить длину всех сторон. Далее полученное значение нужно умножить на длину имеющейся трубы. Таким образом, мы вычислим её площадь.

Если труба имеет овальное сечение, то вычисления похожи на те, что были описаны выше. В частности, находится длина окружности овала и значение площади. Чтобы получить площадь поверхности, нужно посчитать произведение длины окружности и длины трубы. Для нахождения объема — площадь сечения овальной трубы умножается на длину трубы.

Нередко начинающему работнику приходится сталкиваться с такой задачей, как расчет площади внутренних/внешних стенок или поперечного сечения трубопровода. В статье речь пойдет об основных формулах, которые помогут произвести расчет площади трубы для проведения самых разных работ.

Смешанный способ

Сочетает в себе параллельное и последовательное подключения.

При этом для участков с последовательным соединением характерны свойства последовательного соединения, а для участков с параллельным — свойства параллельного.

Оно используется, когда ни электроемкость, ни номинальное напряжение приборов, имеющихся в продаже, не подходят для задачи. Обычно такая проблема возникает в радиотехнике.

Чтобы определить общее значение электроемкости, нужно будет сначала определить это же значение для параллельно соединенных двухполюсников, а потом для их последовательного соединения.

Контроль саморазряда

Каждый аккумулятор неизбежно теряет заряд. Для контроля расхода ампер часов аккумулятора расчёты обязательно необходимы. Сначала нужно вычислить энергию, которая хранится в накопителе на момент полного заряда. Делать это придётся сразу же после отключения аккумулятора от сети. Рекомендуем: Что делать, если быстро садится аккумулятор машины Затем нужно оставить его где-то на месяц, а после повторить действия. Если сроки не терпят, то можно подождать всего неделю, а результат умножить на четыре. Нормальными значениями расхода для среднего устройства считается десятая часть от полной ёмкости в неделю либо четыре таких части в месяц.

Основные параметры танталовых конденсаторов

Для определения безопасного режима работы необходимо рассчитать уровни разрешенных значений тока и напряжения. Для расчетов необходимо знать следующие параметры танталовых конденсаторов, которые отражаются в документации:

• Номинальная емкость. Эти устройства имеют высокую удельную емкость, которая может составлять тысячи микрофарад.
• Номинальное напряжение. Современные модели этих устройств в большинстве рассчитаны на напряжения до 75 В. Причем, для нормальной работы в электрической схеме, деталь нужно использовать при напряжениях, которые меньше номинального. Эксплуатация танталовых конденсаторов при напряжениях, составляющих до 50% от номинального, снижает показатель отказов до 5%.
• Импеданс (полное сопротивление). Содержит индуктивную составляющую, параллельное сопротивление, последовательное эквивалентное сопротивление (ESR).
• Максимальная рассеиваемая мощность. При приложении к танталовому устройству переменного напряжения происходит выработка тепла. Допустимое повышение температуры конденсатора за счет выделяемой мощности устанавливается экспериментально.

Как правильно рассчитать ёмкость конденсатора?

Самый простой пример конденсатора – плоская модель. Она имеет форму двух параллельных крышек из проводника, между которыми находится слой диэлектрика. Для того, чтобы знать, как посчитать ёмкость конденсаторов, необходимо применить следующую формулу:

С = e x e0 x s / d,

где S – площадь поверхности пластинок и d – расстояние между ними. В свою очередь, это относительная электрическая проницаемость данного диэлектрика.

Как правило, конденсаторы применяются не по отдельности, а подключаются в более крупные системы. Они могут быть соединены последовательно, параллельно или смешанным способом.

Формула ёмкости

Важно! В последовательно соединённых элементах абсолютное значение заряда на каждой пластине идентично. Таким образом, результирующее напряжение равно сумме данных показателей на отдельных компонентах прибора

Таким образом, результирующее напряжение равно сумме данных показателей на отдельных компонентах прибора.

Общая ёмкость системы будет определяться по формуле:

1/С = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3 + …

При параллельном подключении разность потенциалов на каждом из деталей одинакова. Таким образом, суммарный заряд будет равен сумме зарядов на компонентах конденсатора, а результирующая ёмкость – сумме отдельных единичных величин:

C = c1 + c2 + c3 + …

Если нет мощного стабилитрона

Когда стабилитрона подходящей мощности нет, его полноценно удается заменить диодно-транзисторным аналогом. Но тогда БТБП следует строить по схеме, показанной на рис. 2. Здесь ток, протекающий через стабилитрон VD2, уменьшается пропорционально статическому коэффициенту передачи тока базы мощного n-p-n транзистора VT1. Напряжение UCT аналога будет примерно на 0,7В превышать U ст самого маломощного стабилитрона VD2, если транзистор VT1 кремниевый, или на 0,3В — если он германиевый. Здесь применим и транзистор структуры p-n-p. Однако тогда используют схему, показанную на рис. 3.