ขอให้เป็นวันที่ดี เมื่อแก้ไขปัญหาและซ่อมแซมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ขั้นตอนแรกคือการคายประจุตัวเก็บประจุที่อยู่ในวงจรเสมอ มิฉะนั้น ช่างซ่อมที่ประมาทอาจเสี่ยงที่จะได้รับพลังงานเพิ่ม...

ในอดีตเครื่องรับและขยายหลอดมีอยู่ในบ้านทุกหลัง ในการออกแบบ พวกเขาใช้ตัวเก็บประจุความจุสูงซึ่งยังคงรักษาระดับประจุที่เป็นอันตรายไว้เป็นเวลานาน แม้ว่าจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่ายแล้วก็ตาม ต่อมาเป็นยุคของโทรทัศน์ที่มีหลอดรังสีแคโทด ขอบคุณ ความก้าวหน้าทางเทคนิคทุกวันนี้ทีวีมีจอ LED แบบแบนและอาจดูเหมือนว่าอุปกรณ์สมัยใหม่ทั้งหมดกำลังเปลี่ยนไปใช้วงจรดิจิตอลแรงดันต่ำ แต่ปัญหาคืออะไร?

ความจริงแล้วคำตอบอยู่เพียงผิวเผิน อุปกรณ์แรงดันต่ำได้รับพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่ค่อนข้างปลอดภัย (ต่อไปนี้จะเรียกว่า LPS) มีประสิทธิภาพน้ำหนักเบา แต่อันตรายหลักอยู่ที่ตัวพวกเขา หรืออีกนัยหนึ่งก็คือ “หมาป่าในชุดแกะ”

LIP จะแก้ไขแรงดันไฟหลักโดยจัดให้มี แรงดันไฟฟ้าคงที่ประมาณ 330 V (สำหรับ แรงดันไฟหลัก 230 V และ 170 V สำหรับแรงดันไฟฟ้าหลัก 120 V) หลังจากนั้นสามารถใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับส่วน/ส่วนประกอบของวงจรอย่างใดอย่างหนึ่ง กลายเป็นภาพเขียนสีน้ำมัน กล่องดำขนาดเล็กที่เรียบร้อยสำหรับเชื่อมต่อแล็ปท็อป จอภาพ และอุปกรณ์อื่นๆ นั้นมีระดับแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างสูง ซึ่งอาจถึงแก่ชีวิตได้

ตัวเก็บประจุตัวกรองในแหล่งจ่ายไฟจะถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงและคงประจุไว้เป็นเวลานานหลังจากที่ถอดปลั๊กออกจากเต้ารับ ด้วยเหตุนี้จึงมีสติกเกอร์บนกล่องพร้อมคำเตือนด้านความปลอดภัย: “อย่าเปิดกล่อง”

วงจรที่นำเสนอในบทความใช้งานได้กับแรงดันไฟฟ้าที่อาจเป็นอันตราย อย่าพยายามประกอบเข้ากับฮาร์ดแวร์หากคุณยังไม่เข้าใจหลักการทำงานของอุปกรณ์นั้นอย่างถ่องแท้ และ/หรือ คุณไม่มีประสบการณ์ในการทำงานกับไฟฟ้าแรงสูง ไม่ว่าในกรณีใด คุณจะต้องดำเนินการทั้งหมดด้วยความเสี่ยงและอันตรายของคุณเอง

ขั้นตอนที่ 1: หลักการทำงานของห่วงโซ่การขนถ่าย

บนอินเทอร์เน็ต คุณจะพบบทความ/วิดีโอมากมายที่ผู้คนคายประจุตัวเก็บประจุโดยการลัดวงจรขั้วต่อโดยใช้ไขควงเพื่อจุดประสงค์นี้ คนทั่วไปมีสุภาษิตว่า “วิธีการหรือวิธีการนั้นไม่สำคัญ แต่ผลลัพธ์นั้นสำคัญ” ดังนั้นในกรณีของเรา ไม่เพียงแต่ผลลัพธ์เท่านั้นที่สำคัญ แต่ยังรวมถึงวิธีการได้มาด้วย นี่คือสิ่งที่ฉันหมายถึง - วิธีนี้ใช้ได้ผล มันจะคายประจุตัวเก็บประจุจนหมด แต่นี่จะถูกหรือผิด...? ไม่แน่นอน การคายประจุประเภทนี้อาจทำให้ตัวเก็บประจุเสียหาย ไขควงเสียหาย และก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพของคุณอย่างไม่สามารถแก้ไขได้

เพื่อให้การคายประจุเป็นไปตามทิศทางที่ถูกต้อง จำเป็นต้องค่อยๆ ขจัดประจุที่สะสมออก โดยหลักการแล้ว เราไม่ต้องรอจนกว่าการคายประจุจะเสร็จสิ้น เพียงรอสักระยะหนึ่งเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าต่ำเพียงพอ ตอนนี้เราจะรู้ว่าต้องรอนานแค่ไหน

ระดับประจุตกค้างที่ค่อนข้างปลอดภัยจะอยู่ที่ 5% ของปริมาณดั้งเดิม เพื่อให้ระดับประจุลดลงถึงระดับที่ต้องการ จำเป็นต้องผ่านเวลาที่เท่ากับ 3RC (C คือความจุของตัวนำ R คือค่าความต้านทานของตัวต้านทาน) โปรดทราบว่าค่าธรรมเนียมคงเหลือ "ค่อนข้างปลอดภัย" 5% อาจแตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น สำหรับ 10 kV, 5% - 500 V สำหรับแรงดันไฟฟ้า 500V, 5% - 25V

น่าเสียดายที่เราไม่สามารถเชื่อมต่อตัวต้านทาน (ผ่านตัวต้านทานที่การคายประจุจะเกิดขึ้น) เข้ากับตัวเก็บประจุแล้วรอ ทำไม การนั่งจับเวลาและติดตามเวลาไม่สะดวกนักใช่ไหม?

จะสะดวกกว่ามากถ้ามีสัญญาณภาพเพื่อแจ้งให้เราทราบว่ากระบวนการคายประจุ "เกิน" และแรงดันไฟฟ้าลดลงถึงระดับที่ปลอดภัย

บนอินเทอร์เน็ตคุณจะพบสิ่งเล็ก ๆ แผนภาพง่ายๆสำหรับการคายประจุตัวเก็บประจุโดยมีข้อบ่งชี้ภายนอก เราจะพยายามเข้าใจหลักการทำงานของมัน ทำการเปลี่ยนแปลงโดยการเพิ่มจำนวนไดโอด และประกอบยานที่เสร็จแล้ว

ใช้สายโซ่ของไดโอด 1N4007 มาตรฐานสามตัวที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม (D1, D2, D3) เพื่อกำหนดจุดยึดที่ถูกต้องซึ่งเราสามารถเชื่อมต่อ LED กับตัวต้านทานจำกัดกระแสได้ ไดโอด 3 ตัวที่ต่ออนุกรมกันจะให้แรงดันไฟฟ้าประมาณ 1.6V ซึ่งเพียงพอสำหรับการเปิด LED LED จะยังคงสว่างอยู่จนกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวก D3 จะลดลงต่ำกว่าแรงดันไปข้างหน้ารวมของสตริง

เราจะใช้ไฟ LED สีแดง กระแสต่ำ (Kingbright WP710A10LID) ซึ่งมีไฟปกติ 1.7V แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าและเปิดแล้วที่กระแสไปข้างหน้า 0.5 mA ซึ่งทำให้เราใช้ไดโอดเพียง 3 ตัวเท่านั้น ตามกระแสขนาดเล็กที่ไหลผ่าน LED ค่าของตัวต้านทานจำกัดกระแสจะค่อนข้างสูง 2,700 โอห์ม 1/4 W

ตัวต้านทานการคายประจุของคาปาซิเตอร์คือตัวต้านทาน 3 W 2200 โอห์มที่ได้รับพิกัดแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุด 400 V ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานกับแหล่งจ่ายไฟมาตรฐาน โปรดทราบว่าหากคุณดูเอกสารข้อมูลสำหรับไดโอด 1N4007 คุณจะเห็นแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าเล็กน้อยที่ 1V ดังนั้นคุณจึงคิดว่าไดโอดสองตัวจะเพียงพอที่จะเปิด LED ได้ ไม่แน่นอน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า 1V สำหรับ 1N4007 ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งกระแสไปข้างหน้า 1A ค่าที่เราจะไม่มีทางไปถึง (หวังว่า) เนื่องจากนั่นหมายความว่าเราจะใช้ 2200V กับอินพุตของวงจร กระแสไฟไปข้างหน้าในช่วงการทำงานของเราคือประมาณ 500-600 mV ดังนั้นเราจึงต้องมีไดโอดสามตัว

พิจารณาเงื่อนไขที่ระบุพารามิเตอร์ไว้ในแผ่นข้อมูลเสมอ พวกมันใช้ในวงจรของคุณหรือไม่? บางทีคุณไม่ควรหยุดที่หน้าแรกแล้วดูเส้นโค้งที่เป็นลักษณะเฉพาะต่อไป!

ขั้นตอนที่ 2: โครงการที่ถูกต้องขนถ่าย

แผนภาพด้านบนนี้มีประโยชน์ในการอธิบายหลักการทำงานแต่ไม่ควรทำซ้ำหรือใช้ในทางปฏิบัติเพราะค่อนข้างอันตราย อันตรายอยู่ที่วิธีเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ (หรือในขั้วที่ถูกต้อง) (ขั้ว Vcc ต้องเป็นค่าบวกสัมพันธ์กับขั้ว GND) มิฉะนั้นกระแสจะไม่ไหลผ่านห่วงโซ่ไดโอด D1-D2-D3! ดังนั้นหากคุณเชื่อมต่อตัวเก็บประจุไม่ถูกต้องโดยไม่ได้ตั้งใจ จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลและแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเต็มจะไหลไปที่ขา LED1 เป็นแรงดันย้อนกลับ หากแรงดันย้อนกลับที่ใช้สูงกว่าสองสามโวลต์ LED1 จะไหม้และยังคงดับอยู่ นี่อาจทำให้คุณเชื่อว่าตัวเก็บประจุไม่ได้ชาร์จเมื่อยังคงอยู่...

เพื่อให้วงจรปลอดภัย จำเป็นต้องจัดเตรียมเส้นทางสมมาตรสำหรับกระแสเมื่อตัวเก็บประจุคายประจุเมื่อ Vcc-GND เป็นลบ สามารถทำได้ง่ายๆ โดยการเพิ่ม D4-D5-D6 และ LED2 ดังแสดงในแผนภาพ เมื่อ Vcc - GND เป็นบวก กระแสจะไหลผ่าน D1-D2-D3 และ LED1 เท่านั้น เมื่อ Vcc-GND เป็นลบ กระแสจะไหลผ่าน D4-D5-D6 และ LED2 เท่านั้น ด้วยวิธีนี้ ไม่ว่าจะใช้ขั้วใดก็ตาม เราจะรู้อยู่เสมอว่าตัวเก็บประจุชาร์จอยู่หรือไม่ และแรงดันไฟฟ้าลดลงถึงระดับที่ปลอดภัยเมื่อใด

ขั้นตอนที่ 3: ที่อยู่อาศัย

ตอนนี้เราเข้าใจวิธีการทำงานของวงจรแล้ว ก็ถึงเวลาคิดถึงเคสนี้ ทั้งหมดนี้สามารถจัดได้ทั้งในรูปแบบของโพรบหรือกล่องเล็ก ๆ ที่สะดวกสำหรับเก็บไว้ในที่ทำงานและเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุโดยใช้โพรบ

มาทำกล่องกลมเล็ก ๆ จากสองซีกด้วยช่องว่างพลาสติก ความพอดีนั้นแน่นมาก ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้สกรู

รูที่ด้านบนของเคสควรมีขนาดเท่ากับ “ปุ่ม” อะลูมิเนียมที่จะช่วยระบายความร้อนของตัวต้านทานดิสชาร์จ "ปุ่ม" ถูกตัดเฉือนจากแท่งอะลูมิเนียม จากนั้นกัดที่ปลายด้านหนึ่งเพื่อยึดตัวต้านทานให้อยู่กับที่และรับประกันการถ่ายเทความร้อนที่ดี นอกจากนี้ยังมีรูเล็กๆ ที่สามารถใช้ติดฮีทซิงค์ภายนอกที่เป็นอุปกรณ์เสริมได้

สิ่งสำคัญคือต้องทำให้พอดีระหว่าง "กระดุม" และตัวเครื่อง ดังที่คุณจะเห็นในขั้นตอนถัดไป ปุ่มยังช่วยยึดส่วนประกอบทั้งหมดให้เข้าที่ ขนาดตัวเรือน 19 มม. x 50 มม.

ขั้นตอนที่ 4: รวบรวมทั้งหมดเข้าด้วยกัน

สิ่งที่เหลืออยู่คือการประกอบควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับฉนวน ความตึงเครียดแบบนี้ไม่ใช่เรื่องตลก! ไม่กี่จุด:

• สังเกต “ปุ่ม” อะลูมิเนียมที่เป็นตัวนำไฟฟ้าด้านนอกกล่อง ต้องแยก “ปุ่ม” ออกจากวงจร ขอแนะนำให้ใช้น้ำยาซีลซิลิโคนหรืออีพอกซีเรซินเพื่อยึดส่วนประกอบเข้ากับเคสหลังจากที่คุณทดสอบชุดประกอบแล้ว
• ตาข่ายทองแดงรอบๆ ตัวต้านทานช่วยยึดให้เข้าที่ในช่องอย่างแน่นหนา และเพิ่มการถ่ายเทความร้อนไปยัง "ปุ่ม"
• ใช้สายไฟพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้า 600V อย่าคิดแม้แต่จะหยิบสายไฟเส้นแรกที่คุณเจอซึ่งออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ไม่รู้จัก

นั่นคือทั้งหมดที่ ประสบความสำเร็จและที่สำคัญที่สุดคือจำหน่ายอย่างปลอดภัย!

แรงดันไฟฟ้าคงที่และตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าให้จระเข้เป็น 12 โวลต์ เรายังนำหลอดไฟ 12 โวลต์มาด้วย ตอนนี้เราใส่ตัวเก็บประจุระหว่างหนึ่งโพรบของแหล่งจ่ายไฟและหลอดไฟ:

ไม่ มันไม่ไหม้

แต่ถ้าคุณทำโดยตรง ไฟจะสว่างขึ้น:

นี่เป็นข้อสรุป: กระแส DC ไม่ไหลผ่านตัวเก็บประจุ!

พูดตามตรง ในช่วงเริ่มต้นของการใช้แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะยังคงไหลอยู่เสี้ยววินาที ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความจุของตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

ดังนั้นเพื่อดูว่ากระแสไฟ AC ไหลผ่านตัวเก็บประจุหรือไม่ เราจำเป็นต้องมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ฉันคิดว่าเครื่องกำเนิดความถี่นี้จะทำงานได้ดี:

เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจีนของฉันอ่อนแอมาก แทนที่จะใช้หลอดไฟเราจะใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าธรรมดา 100 โอห์ม ลองใช้ตัวเก็บประจุที่มีความจุ 1 ไมโครฟารัดด้วย:

เราประสานสิ่งนี้และส่งสัญญาณจากเครื่องกำเนิดความถี่:

จากนั้นเขาก็ลงไปทำธุรกิจ ออสซิลโลสโคปคืออะไรและใช้ทำอะไร อ่านที่นี่ เราจะใช้สองช่องทางพร้อมกัน สองสัญญาณจะแสดงบนหน้าจอเดียวพร้อมกัน บนหน้าจอคุณสามารถเห็นสัญญาณรบกวนจากเครือข่าย 220 โวลต์ได้แล้ว ช่างเถอะ.

เราจะให้บริการ แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและดูสัญญาณดังที่วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์มืออาชีพกล่าวไว้ที่อินพุตและเอาต์พุต พร้อมกัน.

ทุกอย่างจะมีลักษณะดังนี้:

ดังนั้นหากความถี่ของเราเป็นศูนย์ก็หมายความว่ากระแสคงที่ ดังที่เราได้เห็นแล้วว่าตัวเก็บประจุไม่อนุญาตให้กระแสตรงไหลผ่าน ดูเหมือนว่าสิ่งนี้จะถูกแยกออก แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณใช้ไซนัสอยด์ที่มีความถี่ 100 เฮิรตซ์?

บนจอแสดงผลออสซิลโลสโคป ฉันแสดงพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความถี่ของสัญญาณและแอมพลิจูด: เอฟ คือความถี่ แม่ – แอมพลิจูด (พารามิเตอร์เหล่านี้ถูกทำเครื่องหมายด้วยลูกศรสีขาว) ช่องแรกทำเครื่องหมายด้วยสีแดง และช่องที่สองเป็นสีเหลือง เพื่อความสะดวกในการรับรู้

คลื่นไซน์สีแดงแสดงสัญญาณที่เครื่องกำเนิดความถี่จีนให้เรา คลื่นไซน์สีเหลืองคือสิ่งที่เราได้รับจากโหลด ในกรณีของเรา โหลดคือตัวต้านทาน จริงๆแล้วนั่นคือทั้งหมด

ดังที่คุณเห็นในออสซิลโลแกรมด้านบน ฉันจ่ายสัญญาณไซน์จากเครื่องกำเนิดที่มีความถี่ 100 เฮิรตซ์ และแอมพลิจูด 2 โวลต์ บนตัวต้านทานเราเห็นสัญญาณที่มีความถี่เท่ากัน (สัญญาณสีเหลือง) แล้ว แต่แอมพลิจูดของมันคือ 136 มิลลิโวลต์ นอกจากนี้สัญญาณยังค่อนข้าง "มีขนดก" นี่เป็นเพราะสิ่งที่เรียกว่า "" สัญญาณรบกวนเป็นสัญญาณที่มีแอมพลิจูดน้อยและการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสุ่ม อาจเกิดจากองค์ประกอบวิทยุเอง หรืออาจเป็นสัญญาณรบกวนที่ได้รับจากพื้นที่โดยรอบก็ได้ ตัวอย่างเช่น ตัวต้านทาน "ส่งเสียงรบกวน" ได้เป็นอย่างดี ซึ่งหมายความว่า "ความยุ่งเหยิง" ของสัญญาณคือผลรวมของไซนูซอยด์และสัญญาณรบกวน

แอมพลิจูดของสัญญาณสีเหลืองมีขนาดเล็กลง และแม้แต่กราฟของสัญญาณสีเหลืองยังเลื่อนไปทางซ้าย กล่าวคือ อยู่ข้างหน้าสัญญาณสีแดง หรือ ภาษาวิทยาศาสตร์, ปรากฏขึ้น การเปลี่ยนเฟส. เป็นระยะที่อยู่ข้างหน้า ไม่ใช่สัญญาณเองหากสัญญาณอยู่ข้างหน้า เราก็จะมีสัญญาณบนตัวต้านทานปรากฏทันเวลาก่อนที่สัญญาณที่จ่ายผ่านตัวเก็บประจุ ผลลัพธ์ที่ได้คือการเดินทางข้ามเวลา :-) ซึ่งแน่นอนว่าเป็นไปไม่ได้

การเปลี่ยนเฟส- นี้ ความแตกต่างระหว่างเฟสเริ่มต้นของปริมาณที่วัดได้สองค่า- ในกรณีนี้คือความตึงเครียด ในการวัด Phase Shift จะต้องมีเงื่อนไขที่สัญญาณเหล่านี้ ความถี่เดียวกัน- แอมพลิจูดสามารถเป็นค่าใดก็ได้ รูปด้านล่างแสดงการเปลี่ยนเฟสนี้หรือที่เรียกกันว่า ความแตกต่างของเฟส:

มาเพิ่มความถี่ของเครื่องกำเนิดเป็น 500 เฮิรตซ์กันดีกว่า

ตัวต้านทานได้รับ 560 มิลลิโวลต์แล้ว การเปลี่ยนเฟสลดลง

เราเพิ่มความถี่เป็น 1 กิโลเฮิรตซ์

ที่เอาต์พุตเรามี 1 โวลต์อยู่แล้ว

ตั้งความถี่เป็น 5 กิโลเฮิรตซ์

แอมพลิจูดคือ 1.84 โวลต์ และการเปลี่ยนเฟสมีขนาดเล็กลงอย่างเห็นได้ชัด

เพิ่มเป็น 10 กิโลเฮิรตซ์

แอมพลิจูดเกือบจะเหมือนกับที่อินพุต การเปลี่ยนเฟสจะสังเกตเห็นได้น้อยลง

เราตั้งค่า 100 กิโลเฮิรตซ์:

แทบไม่มีการเปลี่ยนเฟสเลย แอมพลิจูดเกือบจะเหมือนกับที่อินพุตนั่นคือ 2 โวลต์

จากที่นี่เราได้ข้อสรุปที่ลึกซึ้ง:

ยิ่งความถี่สูง ความต้านทานของตัวเก็บประจุก็จะน้อยลง กระแสสลับ- การเปลี่ยนเฟสจะลดลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้นจนเกือบเป็นศูนย์ ได้อย่างไม่มีกำหนด ความถี่ต่ำค่าของมันคือ 90 องศาหรือพาย/2 .

หากคุณพลอตส่วนของกราฟ คุณจะได้สิ่งนี้:

ฉันพล็อตแรงดันไฟฟ้าในแนวตั้งและความถี่ในแนวนอน

ดังนั้นเราจึงได้เรียนรู้ว่าความต้านทานของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับความถี่ แต่มันขึ้นอยู่กับความถี่เท่านั้นเหรอ? ลองใช้ตัวเก็บประจุที่มีความจุ 0.1 ไมโครฟารัดนั่นคือค่าเล็กน้อยน้อยกว่าตัวก่อนหน้า 10 เท่าแล้วรันอีกครั้งที่ความถี่เดียวกัน

ลองดูและวิเคราะห์ค่า:

เปรียบเทียบค่าแอมพลิจูดของสัญญาณสีเหลืองที่ความถี่เดียวกันอย่างระมัดระวัง แต่ด้วยค่าตัวเก็บประจุที่ต่างกัน ตัวอย่างเช่น ที่ความถี่ 100 เฮิรตซ์ และค่าตัวเก็บประจุ 1 μF แอมพลิจูดของสัญญาณสีเหลืองคือ 136 มิลลิโวลต์ และที่ความถี่เดียวกัน แอมพลิจูดของสัญญาณสีเหลือง แต่มีตัวเก็บประจุ 0.1 μF อยู่แล้ว 101 มิลลิโวลต์ (ในความเป็นจริง แม้น้อยกว่าเนื่องจากการรบกวน) ที่ความถี่ 500 เฮิรตซ์ - 560 มิลลิโวลต์ และ 106 มิลลิโวลต์ ตามลำดับ ที่ความถี่ 1 กิโลเฮิรตซ์ - 1 โวลต์ และ 136 มิลลิโวลต์ เป็นต้น

จากที่นี่ข้อสรุปแนะนำตัวเอง: เมื่อค่าของตัวเก็บประจุลดลง ความต้านทานจะเพิ่มขึ้น

นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ใช้การแปลงทางกายภาพและทางคณิตศาสตร์ได้สูตรในการคำนวณความต้านทานของตัวเก็บประจุ ฉันขอให้คุณรักและโปรดปราน:

ที่ไหน, เอ็กซ์ ซีคือความต้านทานของตัวเก็บประจุ โอห์ม

พี –คงที่และเท่ากับประมาณ 3.14

เอฟ– ความถี่ วัดเป็นเฮิรตซ์

กับ– ความจุไฟฟ้า วัดเป็นฟารัด

ดังนั้น ให้ใส่ความถี่ในสูตรนี้ไว้ที่ศูนย์เฮิรตซ์ ความถี่เป็นศูนย์เฮิรตซ์เป็นกระแสตรง จะเกิดอะไรขึ้น? 1/0=อินฟินิตี้หรือแนวต้านสูงมาก สรุปว่าวงจรขาด..

บทสรุป

เมื่อมองไปข้างหน้า ฉันสามารถพูดได้ว่าในการทดลองนี้เราได้รับ (ตัวกรองความถี่สูงผ่าน) การใช้คาปาซิเตอร์และตัวต้านทานแบบธรรมดา และการใช้ฟิลเตอร์ดังกล่าวกับลำโพงในบริเวณใดจุดหนึ่งของเครื่องเสียง เราจะได้ยินเพียงเสียงสูงที่แหลมเอี๊ยดในลำโพงเท่านั้น แต่ความถี่เสียงเบสจะถูกลดทอนลงด้วยฟิลเตอร์ดังกล่าว การพึ่งพาความต้านทานของตัวเก็บประจุต่อความถี่นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางวิทยุโดยเฉพาะอย่างยิ่งในตัวกรองต่าง ๆ ซึ่งจำเป็นต้องระงับความถี่หนึ่งและส่งผ่านอีกความถี่หนึ่ง

เพื่อนำไปใช้อย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวัน เตาไมโครเวฟไมโครเวฟเกิดขึ้นและเกิดการหยุดชะงักและการพังจำนวนมากในการทำงาน หลายคนที่ประสบปัญหานี้สนใจที่จะตรวจสอบตัวเก็บประจุไมโครเวฟด้วยตนเอง คุณจะพบคำตอบสำหรับคำถามนี้ได้ที่นี่

ตัวเก็บประจุไมโครเวฟ

หลักการของอุปกรณ์

ตัวเก็บประจุเป็นอุปกรณ์ที่สามารถเก็บประจุไฟฟ้าได้ ประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นที่ติดตั้งขนานกันซึ่งมีอิเล็กทริกอยู่ การเพิ่มพื้นที่แผ่นจะเพิ่มประจุสะสมในเครื่อง

ตัวเก็บประจุมี 2 ประเภท: แบบมีขั้วและแบบไม่มีขั้ว อุปกรณ์โพลาร์ทั้งหมดเป็นแบบอิเล็กโทรไลต์ ความจุอยู่ที่ 0.1 ÷ 100000 µF

เมื่อตรวจสอบอุปกรณ์โพลา สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตขั้ว เมื่อขั้วบวกเชื่อมต่อกับขั้วบวก และขั้วลบกับขั้วลบ

ตัวเก็บประจุแบบโพลาร์นั้นมีแรงดันไฟฟ้าสูง ในขณะที่ตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้วจะมีความจุต่ำ

ไมโครเวฟแสดงตำแหน่งของตัวเก็บประจุ

วงจรจ่ายไฟของแมกนีตรอนไมโครเวฟประกอบด้วยไดโอด หม้อแปลง และตัวเก็บประจุ ผ่านพวกมันไปได้มากถึง 2, 3 กิโลโวลต์ไปที่แคโทด

คาปาซิเตอร์เป็นชิ้นส่วนขนาดใหญ่หนักถึง 100 กรัม เชื่อมต่อตะกั่วไดโอดอันที่สองบนตัวเครื่อง กระบอกสูบก็ตั้งอยู่ใกล้กับบล็อกด้วย กระบอกนี้เป็นฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูง ไม่ควรปล่อยให้แมกนีตรอนร้อนเกินไป

ตำแหน่งตัวเก็บประจุ

วิธีคายประจุตัวเก็บประจุในไมโครเวฟ

คุณสามารถระบายออกได้ด้วยวิธีต่อไปนี้:

เมื่อตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟแล้ว ตัวเก็บประจุจะถูกคายประจุโดยการปิดขั้วด้วยไขควงอย่างระมัดระวัง การปลดปล่อยที่ดีบ่งบอกถึงสภาพดี วิธีการคายประจุนี้เป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุด แม้ว่าบางคนอาจพิจารณาว่าเป็นอันตรายและอาจก่อให้เกิดอันตรายและทำลายอุปกรณ์ได้

การคายประจุตัวเก็บประจุด้วยไขควง

ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูงมีตัวต้านทานในตัว มันทำงานเพื่อระบายชิ้นส่วน อุปกรณ์อยู่ใต้ แรงดันไฟฟ้าสูงสุด(2 kV) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระบายออกสู่ตัวเครื่องเป็นหลัก เป็นการดีกว่าที่จะปล่อยชิ้นส่วนที่มีความจุมากกว่า 100 uF และแรงดันไฟฟ้า 63V ผ่านตัวต้านทาน 5-20 กิโลโอห์มและ 1 - 2 W เพื่อจุดประสงค์นี้ ปลายของตัวต้านทานจะถูกรวมเข้ากับขั้วของอุปกรณ์เป็นเวลาหลายวินาทีเพื่อถอดประจุออก นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันการเกิดประกายไฟที่รุนแรง ดังนั้นคุณต้องกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยส่วนบุคคล

วิธีตรวจสอบตัวเก็บประจุไมโครเวฟไฟฟ้าแรงสูง

ตรวจสอบตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูงโดยเชื่อมต่อเข้ากับหลอดไฟ 15 W X 220 V จากนั้นปิดตัวเก็บประจุรวมและหลอดไฟจากเต้ารับ เมื่อชิ้นส่วนอยู่ในสภาพการทำงาน หลอดไฟจะสว่างน้อยกว่าปกติ 2 เท่า หากเกิดความผิดปกติ หลอดไฟจะส่องสว่างหรือไม่เรืองแสงเลย

ตรวจสอบด้วยหลอดไฟ

ตัวเก็บประจุไมโครเวฟมีความจุ 1.07 mF, 2200 V ดังนั้นการทดสอบด้วยการรองรับมัลติมิเตอร์จึงค่อนข้างง่าย:

1. จำเป็นต้องเชื่อมต่อมัลติมิเตอร์เพื่อวัดความต้านทานคือความต้านทานสูงสุด สร้างรายได้สูงถึง 2,000,000 บนอุปกรณ์ของคุณ

2. จากนั้นคุณจะต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ไม่ได้ชาร์จเข้ากับขั้วของมัลติมิเตอร์โดยไม่ต้องสัมผัสอุปกรณ์เหล่านั้น ในสภาวะการทำงาน การอ่านค่าจะกลายเป็น 10 kOhm ไปจนถึงค่าอนันต์ (บนจอภาพ 1)

3. จากนั้นคุณต้องเปลี่ยนเทอร์มินัล

4. เมื่อคุณเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงบนมอนิเตอร์มัลติมิเตอร์ หมายความว่าอุปกรณ์เสียหาย เมื่อมีศูนย์ หมายความว่ามีความเสียหายเกิดขึ้น หากมีการอ่านค่าความต้านทานคงที่ในอุปกรณ์ แม้ค่าเพียงเล็กน้อย นั่นหมายความว่ามีการรั่วไหลในอุปกรณ์ มันจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลง

การตรวจสอบด้วยมัลติมิเตอร์

การตรวจสอบด้วยมัลติมิเตอร์

การทดสอบเหล่านี้ดำเนินการที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ อุปกรณ์ที่ผิดพลาดมักไม่แสดงปัญหาที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ ดังนั้นในการทดสอบคุณต้องใช้เมกะโอห์มมิเตอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุหรือคุณจะต้องใช้แหล่งไฟฟ้าแรงสูงภายนอก

เป็นไปไม่ได้เลยที่จะทดสอบด้วยมัลติมิเตอร์ จะแสดงอย่างเดียวว่าไม่มีหน้าผาและ ไฟฟ้าลัดวงจร- ในการทำเช่นนี้คุณต้องเชื่อมต่อกับชิ้นส่วนในโหมดโอห์มมิเตอร์ - ในสภาพดีจะแสดงให้เห็นถึงความต้านทานต่ำซึ่งจะเพิ่มขึ้นอย่างไม่มีกำหนดในจำนวนวินาทีที่กำหนด

ตัวเก็บประจุที่ชำรุดมีอิเล็กโทรไลต์รั่ว การกำหนดความจุด้วยอุปกรณ์พิเศษไม่ใช่เรื่องยาก คุณต้องเชื่อมต่อ ตั้งค่าให้สูงขึ้น และแตะขั้วเข้ากับขั้ว ตรวจสอบตามระเบียบการ เมื่อความแตกต่างมีน้อย (± 15%) ชิ้นส่วนนั้นก็สามารถใช้งานได้ แต่เมื่อไม่มีหรือต่ำกว่าปกติอย่างมีนัยสำคัญ แสดงว่าใช้งานไม่ได้

วิธีทดสอบชิ้นส่วนด้วยโอห์มมิเตอร์:

1. จำเป็นต้องถอดฝาครอบด้านนอกและขั้วต่อออก

2. ปลดปล่อยมัน

3. สลับมัลติมิเตอร์เพื่อทดสอบความต้านทาน 2,000 กิโลโอห์ม

4. ตรวจสอบขั้วว่ามีหรือไม่ ข้อบกพร่องทางกล- การสัมผัสที่ไม่ดีจะส่งผลเสียต่อคุณภาพของการวัด

5. เชื่อมต่อขั้วต่อเข้ากับปลายอุปกรณ์และสังเกตการวัดตัวเลข เมื่อตัวเลขเริ่มเปลี่ยนดังนี้ 1…10…102.1 แสดงว่าชิ้นส่วนอยู่ในสภาพใช้งานได้ เมื่อค่าไม่เปลี่ยนแปลงหรือศูนย์ปรากฏขึ้น แสดงว่าอุปกรณ์ไม่ทำงาน

6. สำหรับการทดสอบอื่น ต้องปล่อยอุปกรณ์และยืนยันอีกครั้ง

ตรวจสอบด้วยโอห์มมิเตอร์

ตรวจสอบด้วยโอห์มมิเตอร์

นอกจากนี้ยังสามารถทดสอบตัวเก็บประจุเพื่อตรวจจับความผิดปกติด้วยเครื่องทดสอบได้ ในการทำเช่นนี้ คุณต้องตั้งค่าการวัดเป็นกิโลโอห์มและดูการทดสอบ เมื่อขั้วต่อสัมผัสกัน ความต้านทานควรลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ และในเวลาไม่กี่วินาทีก็เพิ่มขึ้นจนอ่านค่าบนจอแสดงผล 1 กระบวนการนี้จะช้าที่สุดเมื่อคุณรวมการวัดค่าหลายสิบถึงหลายร้อยกิโลโอห์ม

งานทดสอบตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุแบบป้อนผ่านของแมกนีตรอนในไมโครเวฟก็ได้รับการทดสอบโดยผู้ทดสอบเช่นกัน จำเป็นต้องสัมผัสขั้วของแมกนีตรอนและตัวเครื่องกับขั้วของอุปกรณ์ เมื่อหน้าจอแสดง 1 แสดงว่าตัวเก็บประจุกำลังทำงาน เมื่อค่าความต้านทานปรากฏขึ้น หมายความว่าค่าใดค่าหนึ่งหักหรือรั่ว พวกเขาจำเป็นต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนใหม่

การตรวจสอบความสามารถในการซ่อมบำรุงของตัวเก็บประจุแบบป้อนผ่าน

สาเหตุหนึ่งที่ทำให้ตัวเก็บประจุทำงานผิดปกติคือการสูญเสียความจุบางส่วน มันแตกต่างออกไปไม่เหมือนบนร่างกาย

เป็นการยากที่จะพบการละเมิดนี้ด้วยการสนับสนุนของโอห์มมิเตอร์ คุณต้องมีเซ็นเซอร์ ซึ่งไม่ใช่ทุกมัลติมิเตอร์จะมี การแตกหักในส่วนหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อ อิทธิพลทางกลไม่บ่อยนัก การละเมิดเนื่องจากการพังและการสูญเสียกำลังการผลิตเกิดขึ้นบ่อยกว่ามาก

ไมโครเวฟไม่ได้ผลิตความร้อนจากไมโครเวฟเนื่องจากมีการรั่วในส่วนที่โอห์มมิเตอร์ธรรมดาตรวจไม่พบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทดสอบชิ้นส่วนอย่างตั้งใจโดยรองรับเมกเกอร์โดยใช้ไฟฟ้าแรงสูง

ขั้นตอนการทดสอบจะเป็นดังนี้:

1. จำเป็นต้องตั้งค่าขีดจำกัดการวัดสูงสุดในโหมดโอห์มมิเตอร์
2. ใช้หัววัดของอุปกรณ์วัดแตะหมุดของชิ้นส่วน
3. เมื่อ "1" สะท้อนบนจอแสดงผลแสดงว่ามีความต้านทานมากกว่า 2 เมกะโอห์ม ดังนั้นในสภาพการทำงานในอีกเวอร์ชันหนึ่งมัลติมิเตอร์จะแสดงค่าที่ต่ำกว่าซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนนั้นใช้งานไม่ได้และไม่สามารถใช้งานได้ .

ก่อนที่คุณจะเริ่มซ่อมอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมด คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีไฟฟ้าใช้

หลังจากตรวจสอบชิ้นส่วนแล้ว จะต้องดำเนินมาตรการเพื่อเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ไม่อยู่ในสภาพการทำงานด้วยชิ้นส่วนใหม่ที่ทันสมัยกว่า

การปล่อยตัวเก็บประจุไปยังตัวเครื่อง

ตัวเก็บประจุ ทำมี "ความต้านทาน"; แต่เนื่องจากตัวเก็บประจุนั้นเป็นพื้นฐาน แตกต่างจากตัวต้านทานมันไม่นับอย่างนั้น

ตัวต้านทานก็มี ความต้านทานคงที่- ไม่ว่าจะวัดเวลาใดหรือใช้แรงดันไฟฟ้าเท่าใด ความต้านทานยังคงเท่าเดิม

ตัวเก็บประจุมีความจุคงที่ - สิ่งสำคัญคือวัดเวลาใดและแรงดันไฟฟ้าใดที่ใช้ - เนื่องจาก "ความต้านทาน" นี้จะแตกต่างออกไป!

ในขณะที่สวิตช์ถูกโยนออกไปตัวเก็บประจุดูเหมือนจะลัดวงจร (ความต้านทานต่ำ) เนื่องจาก ไม่คิดค่าใช้จ่ายบนจานคุณจะ "ชาร์จ" กระแสขนาดใหญ่ได้อย่างไร? เนื่องจากว่า เท่ากับแต่ก็ยังคงบังคับให้มีการไหลของอิเล็กตรอนอยู่ มันเหมือนกับแบตเตอรี่หมดที่ไม่มีความต้านทานภายในเป็นศูนย์ ถ้าแบตเตอรี่หมดก็จะดูดซับพลังงานทุกส่วนที่สามารถใส่เข้าไปได้ ดังนั้นในตอนแรกตัวเก็บประจุดูเหมือนจะมีค่าความต้านทานสั้นหรือต่ำจนกว่าจะเริ่มชาร์จ

เมื่อประจุตัวเก็บประจุจะเริ่มทำงานสั้นลง ดังนั้นคุณสามารถพูดได้ว่า "ความต้านทาน" นี้เริ่มเพิ่มขึ้น (เช่นในการเปรียบเทียบ) จนถึงจุดที่เต็มและปฏิเสธที่จะรับไฟฟ้าอีกต่อไป - มันจะเป็นเหมือนกับความต้านทานที่สูงมาก

แต่โปรดจำไว้ว่านี่คือความตึงเครียดอย่างต่อเนื่อง หากตัวเก็บประจุ "ชาร์จ" เป็น 5v แรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนเป็น 10v ทันที ตัวเก็บประจุจะตอบสนองเหมือนกับเมื่อเปลี่ยนจาก 0v เป็น 5v (เริ่มแรกจะ “เตี้ย” แล้วค่อย ๆ ประพฤติตัวน้อยลง) คำตอบของ Sixto อยู่ที่นี่ตรงประเด็น อัตราการเปลี่ยนแปลงจะกำหนดกระแสซึ่งเป็นสัดส่วน การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าทันที = การเปลี่ยนแปลงกระแสทันที

รายละเอียดที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งคือ "ประจุที่สะสมไว้บนจาน" นี้คือพลังงานศักย์ ซึ่งหมายความว่าสามารถสกัดและนำไปใช้ที่อื่นได้ เช่นชาร์จตัวเก็บประจุขนาดเล็กเป็น 3V แล้วตั้งค่า ไฟ LED สีขาวไปที่ขั้วจะทำให้ตัวเก็บประจุคายประจุที่เก็บไว้ไปในทิศทางตรงกันข้าม - ผ่านหลอด LED ทำให้สว่างขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ

ระยะเวลาที่สามารถขับเคลื่อน LED ได้จะสัมพันธ์โดยตรงกับความจุของไฟ: $C = \frac(Q)(V)$ ยิ่งตัวเก็บประจุมีขนาดใหญ่เท่าใดทางกายภาพ (ศักยภาพของ Q ยิ่งมากขึ้น) ความจุไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้น และด้วยเหตุนี้ก็ยิ่งมีความจุมากขึ้น ความสามารถในการดูดซับและปล่อยอิเล็กตรอนสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

กฎของโอห์ม หมายถึง DC เสมอ- เสมอ - นั่นคือสาเหตุที่เรียกว่ากฎหมาย แต่ไม่ใช่ DC... ประจุเปลี่ยนแปลงตามเวลา โวลต์เปลี่ยน แอมป์เปลี่ยน... จึงเป็นโดเมน AC