Конденсатор самодельный: Делаем высоковольтный конденсатор в домашних условиях

Содержание

Делаем высоковольтный конденсатор в домашних условиях


Любители разных высоковольтных опытов часто сталкиваются с проблемой, когда бывает необходимо использовать высоковольтные конденсаторы. Как правило, такие конденсаторы очень сложно найти, а если и удастся, то придется заплатить за них немало денег, что по силам отнюдь не каждому. Помимо этого политика нашего сайта просто не позволит вам тратить средства на покупку того, что можно самому изготовить, не выходя из дому.

Как вы уже догадались, данный материал мы решили посвятить сборке высоковольтного конденсатора, чему также посвящен авторский видеоролик, который мы предлагаем вам посмотреть перед началом работы.

Что же нам понадобится:
— нож;
— то, что мы будем использовать в качестве диелектрика;
— пищевая фольга;
— прибор для измерения емкости.


Сразу отметим, что в качестве диелектрика автор самодельного конденсатора использует самые обычные самоклеющиеся обои. Что касается прибора для измерения емкости, то его использование не обязательно, поскольку предназначен этот прибор только для того, чтобы в конце можно было узнать, что получилось в итоге. С материалами все ясно, можно приступать к сборке самодельного конденсатора.

Первым делом отрезаем два куска от самоклеющихся обоев. Нужно примерно полметра, однако желательно, чтобы одна полоска получилась чуть длиннее другой.


Далее берем пищевую фольгу и отрезаем кусок по длине короткого куска от самоклеющихся обоев. По словам автора, лучше будет если кусок фольги будет примерно на 5 см меньше куска обоев.


Получившийся лист фольги режим ровно на две части по длине.


Следующим делом кладем на ровную поверхность один кусок обоев, на который аккуратно кладем один кусок пищевой фольги. Фольге нужно класть так, чтобы по трем краям получился зазор примерно в сантиметр. С четвертой стороны фольга будет выпирать, что вполне нормально на этом этапе.


Сверху кладем второй лист обоев.


На нем кладем второй лист фольги. Только на этот раз делаем так, чтобы выступала фольга с противоположной предыдущему шагу стороне. То есть, если у автора первый кусок выступал снизу, то на этот раз он должен выступать сверху. Отдельно следует отметить, что листы фольги не должны касаться друг друга.


Далее берем получившуюся заготовку и сворачиваем в трубочку.


Теперь с одного края снимаем подложку и проклеиваем наш конденсатор.


После этого сгибаем края и сворачиваем фольгу как конфетный фантик. Таким образом мы получаем выходы, к которым и будут крепиться провода. 


Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Самодельные КПЕ из фольгированного стеклотекстолита

Переменные конденсаторы, они же конденсаторы переменное емкости или КПЕ, используется во множестве устройств. Они нужны в генераторах, антенных тюнерах, некоторых видах антенн, и много где еще. Обратим внимание на тот факт, что в любительской радиосвязи, к примеру, трансивер может с легкостью выдавать 25 Вт или 100 Вт, максимально же разрешенная мощность составляет 1000 Вт. Понятно, что общедоступные маленькие КПЕ тут совершенно не годятся, а нужных для таких мощностей КПЕ в магазине вы попросту не найдете.

Подходящие большие КПЕ из старой радиоаппаратуры можно приобрести на Авито и досках объявлений радиолюбителей. Но цены там зачастую не низкие, к конденсаторам редко указывается их емкость, не представляется возможным найти два или более одинаковых конденсатора, плюс есть риски и неудобства, сопряженные с покупкой с рук. А между тем, изготовить переменный конденсатор в домашних условиях не так уж и трудно.

Идею я подсмотрел в статье Build Your Own Transmitting Air Variable Capacitors 2003-го года за авторством David Hammack, N4DFP. В своей статье Дэвид использует медные листы, которых у меня не оказалось. Но я прикинул, что с тем же успехом подойдет и медь на одностороннем фольгированном текстолите, которого у меня как раз в избытке. Почему бы не попробовать?

Сразу покажу, что у меня в итоге получилось. Вид спереди:

Вид сзади:

Конденсатор имеет пять прямоугольных пластин размером 20x50x1 мм, зафиксированных двумя длинными болтами M3. Пластины разделены гайками. Еще четыре пластины в форме полукруга с радиусом 25 мм крепятся на одном болте M3. Этот болт можно вращать при помощи ручки от потенциометра, которую я приклеил к болту при помощи эпоксидного клея. Все это хозяйство держится на каркасе из двух прямоугольных кусков листового пластика размером 30

x50 мм. Для соединения с подвижными пластинами я использовал толстый медный провод, изогнутый в форме петли. Провод плотно прилегает к вращающемуся болту и закреплен на каркасе конденсатора с помощью термоклея. Капля припоя, которую можно видеть на втором фото, служит для ограничения углов поворота ручки. Понятно, что все работало бы и без нее. Но мне хотелось, чтобы ручка имела какие-то крайние полажения, а не просто крутилась во все стороны.

Fun fact! Текстолит толщиной 1 мм можно резать обычными ножницами для бумаги. А стоящая у меня на столе катушка припоя очень удачно оказалась диаметром именно 25 мм — по ней и обводил.

Емкость такой поделки меняется от 13 до 53 пФ. Увеличивая площадь пластин или их количество, можно получить хоть 1000 пФ. Не думаю, что кому-то могут понадобится подстроечные конденсаторы большей емкости. Но такой конденсатор будет не очень удобен, как из-за больших размеров, так и того факта, что небольшой поворот ручки будет приводить к сильному изменению емкости.

Возможное решение заключается в том, чтобы использовать описанный выше конденсатор только для точной подстройки, а для грубой подстройки использовать конденсаторы фиксированной емкости. Последние можно соединять параллельно при помощи переключения тумблеров с двумя контактными группами.

Пример самодельного конденсатора фиксированной емкости:

Конденсатор состоит из шести пластин 25x50 мм. Пластины были склеены при помощи эпоксидного клея. Все четные пластины соединены между собой, и аналогично соединены все нечетные. Емкость конденсатора составляет 270 пФ. Практическая ценность таких конденсаторов, по-видимому, не очень высока, поскольку высоковольтные керамические конденсаторы фиксированной емкости легко доступны и стоят недорого. Тем не менее, давайте рассмотрим и их тоже, на случай, если когда-нибудь понадобится работать с

очень высокими напряжениями.

Fun fact! Альтернативный способ изготовления конденсатора фиксированной емкости заключается в том, чтобы просто взять кусок коаксиального кабеля. Типичный кабель RG58 обладает погонной емкостью около 100 пФ на один метр.

Зависимость емкости конденсатора от числа пластин выглядит следующим образом:

2 пластины (1 слой диэлектрика) — 52 пФ
4 пластины (3 слоя диэлектрика) — 165 пФ
6 пластин (5 слоев диэлектрика) — 270 пФ

Можно заметить, что емкость растет пропорционально количеству слоев диэлектрика с точностью до ошибки измерения, что соответствует теории. Используя первую строчку, ради интереса можно посчитать диэлектрическую проницаемость используемого текстолита:

>>> # Формула: C = E * E0 * S / d
>>> E0 = 8.854187817 * (10**-12) # электрическая постоянная
>>> d = 1 / 1000 # расстояние между пластинами — 1 мм
>>> C = 52 / 1000 / 1000 / 1000 / 1000 # емкость — 52 пФ
>>> S = (25 / 1000) * (50/1000) # площадь — 25 x 50 мм
>>> E = (C*d) / (S*E0) # диэлектрическая проницаемость среды
>>> E
4.698341718043092

Это сходится с ожидаемым значением от 4.4 до 4.7.

На StackExchange подсказывают, что чтобы пробить подобные конденсаторы, нужно по крайней мере 3 кВ на 1 мм расстояния между пластинами — это в предположении, что ток пойдет по воздуху. Для надежности, рекомендуется использовать в качестве максимального напряжения половину от этого значения. Напряжение пробоя можно увеличить, увеличивая расстояние между пластинами. Но, как видно из приведенной выше формулы, в этом случае пострадает емкость, и придется увеличивать площадь и/или количество пластин. Более практичное решение заключается в том, чтобы вытравить 3 мм меди по границе пластин. Тогда напряжение пробоя составит порядка 20 кВ — напряжение пробоя 1 мм текстолита или 7 мм воздуха.

Каково будет максимальное напряжение на конденсаторе зависит от цепи, в которой планируется его использовать. Это нужно каждый раз моделировать или считать. Но чтобы оно превысило безопасные 10-15 кВ, придется постараться. В этом случае всегда можно просто увеличить расстояние между пластинами и использовать более толстый текстолит.

Fun fact! Само собой разумеется, ничто не мешает делегировать изготовление компонентов конденсатора вашему любимому производителю печатных плат.

Как видите, все оказалось достаточно просто. Очевидные плюсы самодельных КПЕ — низкая стоимость и доступность. Можно сделать сколько угодно ровно таких конденсаторов, каких нужно. Что же до времени, которое потребуется на изготовление конденсатора, я думаю, оно сопоставимо со временем, которое вы потратите на поиск готового, а также на переговоры с его продавцом.

Дополнение: Листовой алюминий, вероятно, будет более подходящим материалом для самодельных КПЕ, чем стеклотектолит.

Метки: Электроника.

Самодельный конденсатор из фольги. Как сделать конденсатор постоянной емкости

Конструктивно это «бутерброд» из двух проводников и диэлектрика, которым может быть вакуум, газ, жидкость, органическое или неорганическое твердое тело. Первые отечественные конденсаторы (стеклянные банки с дробью, обклеенные фольгой) делали в 1752 г. М. Ломоносов и Г. Рихтер.

Что может быть интересного в конденсаторе? Приступая к работе над этой статьей я думал что смогу собрать и кратко изложить все об этой примитивной детальке. Но по мере знакомства с конденсатором, я с удивлением понимал, что здесь не рассказать и сотой доли всех сокрытых в нем тайн и чудес…

Конденсатору уже более 250 лет, но он и не думает устаревать.. Кроме того, 1 кг «обычных просто конденсаторов» хранит меньше энергии чем килограмм аккумуляторов или топливных ячеек, но способен быстрее чем они выдать ее, развивая при этом большую мощность. — При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности, например, в фотовспышках, импульсных лазерах с оптической накачкой и коллайдерах. Конденсаторы есть практически в любом приборе, поэтому если у вас нет новых конденсаторов, для опытов их можно выпаять оттуда.

Заряд конденсатора — это абсолютное значение заряда одной из его обкладок. Он измеряется в кулонах и пропорционален числу лишних (-) или недостающих (+) электронов. Чтобы собрать заряд в 1 кулон, Вам понадобится 6241509647120420000 электрона. В пузырьке водорода, размером со спичечную головку их примерно столько же.

Поскольку способность накапливать заряды у электрода ограничена их взаимным отталкиванием, их переход на электрод не может быть бесконечным. Словно любое хранилище, конденсатор имеет вполне определенную емкость. Так она и называется — электрическая емкость . Она измеряется в фарадах и для плоского конденсатора с обкладками площадью S (каждая), расположенными на расстоянии d , емкость равна Sε 0 ε/d (приS >> d ), где ε – относительная диэлектрическая проницаемость, а ε 0 =8,85418781762039 * 10 -12 .

Емкость конденсатора также равна q/U , где q – заряд положительной обкладки, U — напряжение между обкладками. Емкость зависит от геометрии конденсатора и диэлектрической проницаемости диэлектрика, и не зависит от заряда обкладок.

В заряженном проводнике заряды стараются разбежаться друг от друга как можно дальше и потому находятся не в толще конденсатора, а в поверхностном слое металла, подобно пленке бензина на поверхности воды. Если два проводника образуют конденсатор, то эти избыточные заряды собираются друг напротив друга. Потому практически все электрическое поле конденсатора сосредоточено между его обкладками.

На каждой обкладке заряды распределяются так, чтобы быть подальше от соседей. И расположены они довольно просторно: в воздушном конденсаторе с расстоянием между пластинами 1 мм, заряженном до 120 В, среднее расстояние между электронами составляет более 400 нанометров, что в тысячи раз больше расстояния между атомами (0,1-0,3 нм), а значит на миллионы поверхностных атомов приходится всего один лишний (или недостающий) электрон.

Если уменьшить расстояние между обкладками, то силы притяжения возрастут, и при том же напряжении заряды на обкладках смогут «ужиться» плотнее. Увеличится емкость конденсатора. Так и сделал ничего не подозревавший профессор Лейденского университета ван Мушенброк. Он заменил толстостенную бутылку первого в мире конденсатора (созданного немецким священником фон Клейстом в 1745 г.) тонкой стеклянной банкой. Зарядил ее и потрогал, а очнувшись через два дня сообщил, что не согласится повторить опыт, даже если бы за это обещали французское королевство.

Если поместить между обкладками диэлектрик, то они поляризуют его, то есть притянут к себе разноименные заряды из которых он состоит. При этом будет тот же эффект как если бы обкладки приблизились. Диэлектрик с высокой относительной диэлектрической проницаемостью можно рассматривать как хороший транспортер электрического поля. Но никакой транспортер не идеален, поэтому какой бы мы чудесный диэлектрик не добавили поверх уже имеющегося, емкость конденсатора только снизится. Повысить емкость можно только если добавлять диэлектрик (а еще лучше — проводник) вместо уже имеющегося но обладающего меньшей ε.

В диэлектриках свободных зарядов почти нет. Все они зафиксированы то ли в кристаллической решетке, или в молекулах – полярных (представляющих собой диполи) или нет. Если внешнего поля нет, диэлектрик неполяризован, диполи и свободные заряды разбросаны хаотически и диэлектрик собственного поля не имеет. в электрическом поле он поляризуется: диполи ориентируются по полю. Так как молекулярных диполей очень много, то при их ориентации, плюсы и минусы соседних диполей внутри диэлектрика компенсируют друг друга. Нескомпенсированными остаются только поверхностные заряды – на одной поверхности – одного, на другой — другого. Свободные заряды во внешнем поле также дрейфуют и разделяются.

При этом разные процессы поляризации идут с разной скоростью. Одно дело – смещение электронных оболочек, происходящее практически мгновенно, другое дело – поворот молекул, особенно больших, третье – миграция свободных зарядов. Последние два процесса, очевидно, зависят от темературы, и в жидкостях идут гораздо шустрее, чем в твердых телах. Если нагреть диэлектрик, повороты диполей и миграция зарядов ускорится. Если поле выключить, деполяризация диэлектрика происходит тоже не мгновенно. Он остается некоторое время поляризованным, пока тепловое движение не разбросает молекулы в исходное хаотическое состояние. Поэтому, для конденсаторов, где переключается полярность с высокой частотой пригодны только неполярные диэлектрики: фторопласт, полипропилен.

Если разобрать заряженный конденсатор, а потом собрать (пластмассовым пинцетом), энергия никуда не денется, и светодиод сможет моргнуть. Он даже моргнет если подключить его к конденсатору в разобранном состоянии. Оно и понятно – при разборке заряд с пластин никуда не делся, а напряжение даже выросло, поскольку уменьшилась емкость и теперь обкладки прямо-таки распирает от зарядов. Стоп, как это напряжение выросло, ведь тогда вырастет и энергия? Так и есть, мы же сообщили системе механическую энергию, преодолевая кулоновское притяжение обкладок. Собственно, в этом и фишка электризации трением – зацепить электроны на расстоянии порядка размеров атомов и оттащить на макроскопическое расстояние, тем самым повысив напряжение с нескольких вольт (а таково напряжение в химических связях) до десятков и сотен тысяч вольт. Теперь понятно, почему синтетическая кофта бьется током не когда ее носишь, а только когда ее снимаешь? Стоп, а почему не до миллиардов? Дециметр же в миллиард раз больше ангстрема, на котором мы урвали электроны? Да потому что работа по перемещению заряда в электрическом поле равна интегралу Eq по d и это самое E ослабевает с расстояние квадратично. А если бы на всем дециметре между кофтой и носом было такое же поле как внутри молекул, то щелкнул бы по носу и миллиард вольт.

Проверим это явление – повышение напряжения при растягивании конденсатора – экспериментально. Я написал простую программку на Visual Basic для приема данных с нашего контроллера ПМК018 и вывода их на экран. В общем, берем две 200х150 мм пластины текстолита, покрытого с одной стороны фольгой и припаиваем проводки, идущие к измерительному модулю. Затем кладем на одну из них диэлектрик – лист бумаги – и накрываем второй пластиной. Пластины прилегают неплотно, поэтому придавим их сверху корпусом авторучки (если давить рукой, то можно создать помехи).

Схема измерения простая: потенциометр R1 устанавливает напряжение (в нашем случае это 3 вольта), подаваемое на конденсатор, а кнопка S1 служит для того чтобы подавать его на конденсатор, или не подавать.

Итак, нажмем и отпустим кнопку – мы увидим график, показанный слева. Конденсатор быстро разряжается через вход осциллографа. Теперь попробуем во время разряда ослабить давление на пластины – увидим пик напряжения на графике (справа). Это как раз искомый эффект. При этом расстояние между обкладками конденсатора растет, емкость падает и потому конденсатор начинает разряжаться еще быстрее.

Тут я не на шутку задумался.. Кажется, мы на пороге великого изобретения…Ведь если при раздвигании обкладок на них растет напряжение, а заряд остается прежним, то можно ведь взять два конденсатора, на одном раздвигать на них обкладки, а в точке максимального раздвижения передать заряд неподвижному конденсатору. Потом вернуть обкладки на место и повторить то же самое наоборот, раздвигая другой конденсатор. По идее напряжение на обоих конденсаторах будет расти с каждым циклом в определенное число раз. Отличная идея для электрогенератора! Можно будет создать новые конструкции ветряков, турбин и всего такого! Так, прекрасно… для удобства можно разместить все это на двух дисках, вращающихся в противоположные стороны…. ой что же это… тьфу, это же школьная электрофорная машина! 🙁

В качестве генератора она не прижилась, так как неудобно иметь дело с такими напряжениями. Но на наноуровне все может измениться. Магнитные явления в наноструктурах во много раз слабее электрических, а электрические поля там, как мы уже убедились, огромны, поэтому молекулярная электрофорная машина может стать весьма популярной.

Конденсатор как хранитель энергии

Убедиться, что в самом ничтожнейшем конденсаторе хранится энергия очень легко. Для этого нам понадобится прозрачный светодиод красного свечения и источник постоянного тока (батарейка 9 вольт подойдет, но если номинальное напряжение конденсатора позволяет, лучше взять побольше). Опыт заключается в том чтобы зарядить конденсатор, а потом подключить к нему светодиод (не забываем про полярность), и смотреть как он моргнет. В темной комнате видна вспышка даже от конденсаторов в десятки пикофарад. Это каких-нибудь сто миллионов электронов испускают сто миллионов фотонов. Впрочем это не предел, ведь человеческий глаз может замечать куда более слабый свет. Просто я не нашел еще менее ёмких конденсаторов. Если же счет пошел на тысячи микрофарад, пожалейте светодиод, а вместо этого замыкайте конденсатор на металлический предмет чтобы увидеть искру – очевидное свидетельство наличия в конденсаторе энергии.

Энергия заряженного конденсатора ведет себя во многом подобно потенциальной механической энергии — энергии сжатой пружины, поднятого на высоту груза или водонапорного бачка (а энергия катушки индуктивности, наоборот, подобна кинетической). Способность конденсатора накапливать энергию издавна применяется для обеспечения непрерывной работы устройств при кратковременных спадах питающего напряжения – от часов до трамваев.

Конденсатор также используется для накопления «почти вечной» энергии, вырабатываемой тряской, вибрацией, звуком, детектированием радиоволн или излучения электросетей. Мало-помалу накопленная энергия от таких слабых источников в течение долгого времени позволяет затем некоторое время работать беспроводным датчикам и другим электронным приборам. На этом принципе основана вечная «пальчиковая» батарейка для устройств со скромным энергопотреблением (вроде ТВ пультов). В ее корпусе находится конденсатор емкостью 500 миллифарад и генератор, подпитывающий его при колебаниях с частотой 4–8 герц дармовой мощностью от 10 до 180 милливатт. Разрабатываются генераторы на основе пьезоэлектрических нанопроводков, способные направлять в конденсатор энергию таких слабых вибраций, как биения сердца, удары подошв обуви по земле, и вибрации технического оборудования.

Еще один источник дармовой энергии – торможение. Обычно при торможении транспорта энергия переходит в тепло, а ведь ее можно сохранить и затем использовать при разгоне. Особенно остро стоит эта проблема для общественного транспорта, который тормозит и разгоняется у каждой остановки, что ведет к значительному расходу топлива и загрязнению атмосферы выхлопами. В Саратовской области в 2010 г. фирмой «Элтон» создан «Экобус» — экспериментальная маршрутка с необычными электродвигателями «мотор-колесо» и суперконденсаторами – накопителями энергии торможения, снижающими энергопотребление на 40%. Там применены материалы, разработанные в проекте «Энергия-Буран», в частности, углеродная фольга. Вообще, благодаря созданной еще в СССР научной школе, Россия является одним из мировых лидеров в сфере разработки и производства электрохимических конденсаторов. Например, продукция «Элтона» экспортируется за рубеж с 1998 года, а недавно в США началось производство этих изделий по лицензии российской компании.

Емкость одного современного конденсатора (2 фарады, фото слева) в тысячи раз превышает емкость всего земного шара. Они способны хранить электрический заряд в 40 Кулон!

Используются они, как правило, в автомобильных аудиосистемах, чтобы снизить пиковую нагрузку на электропроводку автомобиля (в моменты мощных бас-ударов) и за счёт огромной ёмкости конденсатора подавить все высокочастотные помехи в бортовой сети.

А вот этот советский «дедушкин сундучок» для электронов (фото справа) не столь емок, но зато выдерживает напряжение в 40.000 вольт (обратите внимание на фарфоровые чашечки, защищающие все эти вольты от пробоя на корпус конденсатора). Это очень удобно для «электромагнитной бомбы», в которой конденсатор разряжается на медную трубочку, которая в тот же момент сжимается снаружи взрывом. Получается очень мощный электромагнитный импульс, выводящий из строя радиоаппаратуру. Кстати, при ядерном взрыве, в отличие от обычного, тоже выделяется электромагнитный импульс, что еще раз подчеркивает сходство уранового ядра с конденсатором. Кстати, такой конденсатор вполне можно напрямую зарядить статическим электричеством от расчески, только конечно заряжать до полного напряжения придется долго. Зато можно будет повторить печальный опыт ван Мушенброка в очень усугубленном варианте.

Если просто потереть об волосы авторучку (расческу, воздушный шарик, синтетическое белье и т.п.), то светодиод от нее гореть не будет. Это потому, что избыточные (отнятые у волос) электроны заневолены каждый в своей точке на поверхности пластика. Поэтому если даже мы и попадем выводом светодиода в какой-то электрон, другие не смогут устремиться за ним и создать нужный для заметного невооруженным глазом свечения светодиода ток. Другое дело, если перенести заряды с авторучки в конденсатор. Для этого возьмем конденсатор за один вывод и буде тереть авторучку по очереди то о волосы, то о свободный вывод конденсатора. Почему именно тереть? Чтобы по максимуму собрать урожай электронов со всей поверхности ручки! Несколько раз повторим этот цикл и подключим к конденсатору светодиод. Он моргнет, причем только при соблюдении полярности. Так конденсатор стал мостиком между мирами «статического» и «обычного» электричества 🙂

Я взял для этого опыта высоковольтный конденсатор, опасаясь пробоя низковольтного, но оказалось, что это излишняя предосторожность. При ограниченной подаче заряда напряжение на конденсаторе может быть намного меньше напряжения источника питания. Конденсатор может преобразовывать большое напряжение в малое. Например, статическое высоковольтное электричество – в обычное. В самом деле, есть ли разница: зарядить конденсатор одним микрокулоном от источнка напряжением 1 В или 1000 В? Если этот конденсатор настолько емкий, что от заряда в 1 мкКл на нем напряжение не повысится выше напряжения одновольтового источника питания (т.е. емкость его выше 1 мкф), то разницы нет. Просто если не ограничивать принудительно кулоны, то от высоковольного источника их захочет прибежать больше. Да и тепловая мощность, выделившаяся на выводах конденсатора будет больше (а количество теплоты то же, просто оно быстрее выделится, оттого и мощность больше).

В общем, видимо, для этого опыта годится любой конденсатор емкостью не более 100 нф. Можно и более, но понадобится долго его заряжать чтобы получить достаточное для светодиода напряжение. Зато, если токи утечки в конденсаторе невелики, светодиод будет гореть дольше. Можно подумать о создании на этом принципе устройства подзарядки сотового телефона от трения его об волосы во время разговора 🙂

Отличным высоковольтным конденсатором является отвертка. При этом ручка ее служит диэлектриком, а металлический стержень и рука человека – обкладками. Мы знаем, что натертая об волосы авторучка притягивает клочки бумаги. Если натирать об волосы отвертку то ничего не выйдет – металл не обладает способностью отнимать электроны у белков – она как не притягивала бумажки, так и не стала. Но если как в предыдущем опыте тереть ее заряженной авторучкой – отвертка, вследствие своей малой емкости, быстро заряжается до высокого напряжения и бумажки начинают к ней притягиваться.

Светится от отвертки и светодиод. На фото нереально поймать краткий миг его вспышки. Но — вспомним свойства экспоненты — угасание-то вспышки длится долго (по меркам затвора фотоаппарата). И вот мы стали свидетелями уникального лингвистико-оптико-математического явления: экспонента экспонировала-таки матрицу фотоаппарата!

Впрочем, к чему такие сложности — есть же видеосъемка. На ней видно, что вспыхивает светодиод довольно ярко:

Когда конденсаторы заряжают до высоких напряжений, начинает играть свою роль краевой эффект, состоящий в следующем. Если диэлектрик на воздухе поместить между обкладками и приложить к ним постепенно повышающееся напряжение, то при некотором значении напряжения на краю обкладки возникает тихий разряд, обнаруживаемый по характерному шуму и свечению в темноте. Величина критического напряжения зависит от толщины обкладки, остроты края, рода и толщины диэлектрика и пр. Чем диэлектрик толще, тем выше кр. Например, чем диэлектрическая постоянная диэлектрика выше, тем оно ниже. Для уменьшения краевого эффекта края обкладки заделывают в диэлектрик с высокой электрической прочностью, утолщают диэлектрик прокладку на краях, закругляют края обкладок, создают на краю обкладок зону с постепенно падающим напряжением за счет изготовления краев обкладок из материала с высоким сопротивлением, уменьшением напряжения, приходящегося на один конденсатор путем разбивки его на несколько последовательно включенных.

Вот почему отцы-основатели электростатики любили чтобы на конце электродов были шарики. Это, оказывается, не дизайнерская фишка, а способ максимально уменьшить стекание заряда в воздух. Дальше уже некуда. Если кривизну какого-то участка на поверхности шарика еще уменьшить,то неизбежно возрастет кривизна соседних участков. Да и тут по-видимому в наших электростатических делах важна не средняя а максимальная кривизна поверхности, которая минимальна, конечно у шарика.

Хм.. но если емкость тела это способность накапливать заряд, то она, наверное, весьма различна для положительных и отрицательных зарядов…. Представим себе сферический конденсатор в вакууме… От души зарядим его отрицательно, не жалея электростанций и гигаватт-часов (вот чем хорош мысленный эксперимент!)… но в какой-то момент избыточных электронов станет на этом шаре так много, что они попросту начнут разлетаться по всему вакууму, лишь бы не находиться в такой электроотрицательной тесноте. А вот с положительным зарядом такого не произойдет – электроны, как бы их мало не осталось, никуда из кристаллической решетки конденсатора не улетят.
Что же получается, положительная емкость заведомо намного больше отрицательной? Нет! Потому что электроны там вообще-то были не для нашего баловства, а для соединения атомов, и без сколь-нибудь заметной их доли, кулоновское отталкивание положительных ионов кристаллической решетки мгновенно разнесет в пыль самый бронированный конденсатор 🙂

На самом же деле, без вторичной обкладки, емкость «уединенных половинок» конденсатора очень мала: электроемкость уединенного куска провода диаметром 2 мм и длиной 1 м равна приблизительно 10 пФ, а всего земного шара – 700 мкф.

Можно построить абсолютный эталон емкости, рассчитав его емкость по физическим формулам исходя из точных измерений размеров обкладок. Так и сделаны самые точные конденсаторы в нашей стране, которые находятся в двух местах. Государственный эталон ГЭТ 107-77 находится в ФГУП СНИИМ и состоит из 4-х безопорных коаксиально-цилиндрических конденсаторов, емкость которых рассчитывается с высокой точностью через скорость света и единицы длины и частоты, а также высокочастотного емкостного компаратора, позволяющего сравнивать емкости приносимых на поверку конденсаторов с эталоном (10 пф) с погрешностью менее 0,01% в диапазоне частот 1-100 МГц (фото слева).

Эталон ГЭТ 25-79 (фото справа), находящийся в ФГУП ВНИИМ им. Д.И. Менделеева содержит расчетный конденсатор и интерферометр в вакуумном блоке, емкостный трансформаторный мост в комплекте с мерами емкости и термостатом и источники излучения со стабилизированной длиной волны. В основу эталона положен метод определения приращений емкости системы перекрестных электродов расчетного конденсатора при изменении длины электродов на заданное количество длин волн высокостабильного светового излучения. Это обеспечивает поддержание точного значения емкости 0,2 пф с точностью выше 0,00005 %

Но на радиорынке в Митино я затруднился найти конденсатор с точностью выше 5% 🙁 Что ж, попробуем рассчитать емкость по формулам на основе измерений напряжения и времени через наш любимый ПМК018 . Будем рассчитывать емкость двумя способами. Первый способ основан на свойствах экспоненты и отношении напряжений на конденсаторе, измеренных в разные моменты разряда. Второй — на измерении заряда, отданного конденсатором при разряде, он получается интегрированием тока по времени. Площадь, ограниченная графиком тока и осями координат, численно равна заряду, отданному конденсатором. Для этих расчетов нужно точно знать сопротивление цепи через которую разряжается конденсатор. Это сопротивление я задал прецизионным резистором на 10 кОм из электронного конструктора .

И вот результаты эксперимента. Обратите внимание на то какая красивая и гладкая получилась экспонента. Она ведь не математически рассчитана компьютером, а непосредственно измерена из самой природы. Благодаря координатной сетке на экране видно, что точно соблюдается свойство экспоненты — через равные промежутки времени уменьшаться в равное количество раз (я даже линейкой мерил на экране 🙂 Таким образом, мы видим, что физические формулы вполне адекватно отражают окружающую нас реальность.

Как видим, измеренная и рассчитанная емкость приблизительно совпадает с номинальной (и с показаниями китайских мультиметров), но не точь-в-точь. Жаль, что нет эталона, чтобы определить какая из них все-таки истинна! Если кто-нибудь знает эталон емкости, недорогой или доступный в быту – обязательно напишите об этом здесь, в комментариях .

В силовой электротехнике первым в мире применил конденсатор Павел Николаевич Яблочков в 1877 г. Он упростил и вместе с тем усовершенствовал конденсаторы Ломоносова, заменив дробь и фольгу жидкостью, и соединив банки параллельно. Ему принадлежит не только изобретение инновационных дуговых ламп, покоривших Европу, но и ряд патентов, связанных с конденсаторами. Попробуем собрать конденсатор Яблочкова, используя подсоленную воду в качестве проводящей жидкости, а в качестве банки – стеклянную банку из по овощей. Получилась емкость 0,442 нф. Заменим банку полиэтиленовым пакетом, имеющим большую площадь и во много раз меньшую толщину – емкость вырастет до 85,7 нф. (Сначала наполним пакет водой и проверим, нет ли токов утечки!) Конденсатор работает – даже позволяет моргнуть светодиодом! Он также успешно выполняет свои функции в электронных схемах (я попробовал его включить в генератор вместо обычного конденсатора — все работает).

Вода тут играет весьма скромную роль проводника, и если есть фольга, то можно обойтись без нее. Так сделаем, вслед за Яблочковым, и мы. Вот конденсатор из слюды и медной фольги , емкостью 130 пф.

Металлические обкладки должны возможно плотно прилегать к диэлектрику, причем надо избегать введения между обкладкой и диэлектриком клеящего вещества, которое вызовет добавочные потери на переменном токе. Поэтому теперь в качестве обкладок применяют главным образом металл, химически или механически осажденный на диэлектрик (стекло) или плотно припрессованный к нему (слюда).

Можно вместо слюды использовать кучу разных диэлектриков, каких угодно. Измерения (для диэлектриков равной толщины) показали, что у воздуха ε самое маленькое, у фторопласта побольше, у силикона еще больше, а у слюды даже еще больше, а у цирконат-титаната свинца оно просто огромно. Именно так по науке и должно быть – ведь во фторопласте электроны, можно сказать, намертво прикованы фтороуглеродными цепями и могут лишь чуть-чуть отклониться – там даже с атома на атом электрону некуда перескочить.

Вы можете сами провести такие опыты с веществами, имеющими разную диэлектрическую проницаемость. Как вы думаете, что имеет большую диэлектрическую проницаемость, дистиллированная вода или масло? Соль или сахар? Парафин или мыло? Почему? Диэлектрическая проницаемость зависит много от чего… про нее можно было бы написать целую книгу.

Вот и все? 🙁

Нет, не все! Через неделю будет продолжение! 🙂

Как сделать конденсатор?




В душе каждого из нас живет изобретатель, а потому радиолюбительство является довольно популярным хобби. Самостоятельное изготовление радиокомпонентов — одна их самых интересных составляющих данного хобби. В этой статье расскажем о том, как сделать конденсатор своими руками в домашних условиях.

Материалы

Для изготовления конденсатора нам понадобится:

  • фольга,
  • утюг,
  • папирусная бумага,
  • парафин,
  • зажигалка.

Фольга не нуждается в дополнительной подготовке, а вот с помощью трех последних компонентов нам предстоит сделать парафинированную бумагу.

Изготовление

Итак, материалы подготовлены, приступаем к работе:

  1. Нагреваем парафин и аккуратно обрабатываем папирусную бумагу.
  2. Складываем ее в «гармошку», ширина каждой секции которой порядка 30 мм. Число слоев-гармошек определяет емкость конденсатора, каждый слой соответствует примерно 100 пФ.
  3. В каждую секцию вкладываем кусочек фольги площадью 30 на 45 мм.
  4. Складываем гармошку и проглаживаем ее теплым утюгом.
  5. Все, конденсатор готов! Кусочки фольги, выглядывающие наружу — это соединительные контакты нашего конденсатора, через которые его можно включить в цепь.

Мы получили самый простой бытовой конденсатор, при этом стоит отметить, что чем толще и качественнее фольга, тем более высоковольтным он будет. Однако обращаем ваше внимание, сделать в домашних условиях своими руками конденсатор, который выдержит более 50 кВ, лучше не пробовать. «Профессионалы-любители» советуют при желании подобраться к этому значению использовать в качестве диэлектрика пакеты для ламинирования, однако при этом для их нагрева вам понадобится ламинатор.

Любители разных высоковольтных опытов часто сталкиваются с проблемой, когда бывает необходимо использовать высоковольтные конденсаторы. Как правило, такие конденсаторы очень сложно найти, а если и удастся, то придется заплатить за них немало денег, что по силам отнюдь не каждому. Помимо этого политика нашего сайта просто не позволит вам тратить средства на покупку того, что можно самому изготовить, не выходя из дому.

Как вы уже догадались, данный материал мы решили посвятить сборке высоковольтного конденсатора, чему также посвящен авторский видеоролик, который мы предлагаем вам посмотреть перед началом работы.

Что же нам понадобится:
— нож;
— то, что мы будем использовать в качестве диелектрика;
— пищевая фольга;
— прибор для измерения емкости.


Сразу отметим, что в качестве диелектрика автор самодельного конденсатора использует самые обычные самоклеющиеся обои. Что касается прибора для измерения емкости, то его использование не обязательно, поскольку предназначен этот прибор только для того, чтобы в конце можно было узнать, что получилось в итоге. С материалами все ясно, можно приступать к сборке самодельного конденсатора.

Первым делом отрезаем два куска от самоклеющихся обоев. Нужно примерно полметра, однако желательно, чтобы одна полоска получилась чуть длиннее другой.



Получившийся лист фольги режим ровно на две части по длине.


Следующим делом кладем на ровную поверхность один кусок обоев, на который аккуратно кладем один кусок пищевой фольги. Фольге нужно класть так, чтобы по трем краям получился зазор примерно в сантиметр. С четвертой стороны фольга будет выпирать, что вполне нормально на этом этапе.


Сверху кладем второй лист обоев.


На нем кладем второй лист фольги. Только на этот раз делаем так, чтобы выступала фольга с противоположной предыдущему шагу стороне. То есть, если у автора первый кусок выступал снизу, то на этот раз он должен выступать сверху. Отдельно следует отметить, что листы фольги не должны касаться друг друга.



Теперь с одного края снимаем подложку и проклеиваем наш конденсатор.

Электрическая емкость земного шара, как известно из курса физики, составляет примерно 700 мкФ. Обычный конденсатор такой емкости можно сравнить по весу и объему с кирпичом. Но есть и конденсаторы с электроемкостью земного шара, равные по своим размерам песчинке — суперконденсаторты.

Появились такие приборы сравнительно недавно, лет двадцать назад. Их называют по-разному: ионисторами, иониксами или просто суперконденсаторами.

Не думайте, что они доступны лишь каким-то аэрокосмическим фирмам высокого полета. Сегодня можно купить в магазине ионистор размером с монету и емкостью в одну фараду, что в 1500 раз больше емкости земного шара и близко к емкости самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера.

Любой конденсатор запасает энергию. Чтобы понять, сколь велика или мала энергия, запасаемая в ионисторе, важно ее с чем-то сравнить. Вот несколько необычный, зато наглядный способ.

Энергии обычного конденсатора достаточно, чтобы он мог подпрыгнуть примерно на метр-полтора. Крохотный ионистор типа 58-9В, имеющий массу 0,5 г, заряженный напряжением 1 В, мог бы подпрыгнуть на высоту 293 м!

Иногда думают, что ионисторы способны заменить любой аккумулятор. Журналисты живописали мир будущего с бесшумными электромобилями на суперконденсаторах. Но пока до этого далеко. Ионистор массой в один кг способен накопить 3000 Дж энергии, а самый плохой свинцовый аккумулятор — 86 400 Дж — в 28 раз больше. Однако при отдаче большой мощности за короткое время аккумулятор быстро портится, да и разряжается только наполовину. Ионистор же многократно и без всякого вреда для себя отдает любые мощности, лишь бы их могли выдержать соединительные провода. Кроме того, ионистор можно зарядить за считаные секунды, а аккумулятору на это обычно нужны часы.

Это и определяет область применения ионистора. Он хорош в качестве источника питания устройств, кратковременно, но достаточно часто потребляющих большую мощность: электронной аппаратуры, карманных фонарей, автомобильных стартеров, электрических отбойных молотков. Ионистор может иметь и военное применение как источник питания электромагнитных орудий. А в сочетании с небольшой электростанцией ионистор позволяет создавать автомобили с электроприводом колес и расходом топлива 1-2 л на 100 км.

Ионисторы на самую разную емкость и рабочее напряжение есть в продаже, но стоят они дороговато. Так что если есть время и интерес, можно попробовать сделать ионистор самостоятельно. Но прежде чем дать конкретные советы, немного теории.

Из электрохимии известно: при погружении металла в воду на его поверхности образуется так называемый двойной электрический слой, состоящий из разноименных электрических зарядов — ионов и электронов. Между ними действуют силы взаимного притяжения, но заряды не могут сблизиться. Этому мешают силы притяжения молекул воды и металла. По сути своей двойной электрический слой не что иное, как конденсатор. Сосредоточенные на его поверхности заряды выполняют роль обкладок. Расстояние между ними очень мало. А, как известно, емкость конденсатора при уменьшении расстояния между его обкладками возрастает. Поэтому, например, емкость обычной стальной спицы, погруженной в воду, достигает нескольких мФ.

По сути своей ионистор состоит из двух погруженных в электролит электродов с очень большой площадью, на поверхности которых под действием приложенного напряжения образуется двойной электрический слой. Правда, применяя обычные плоские пластины, можно было бы получить емкость всего лишь в несколько десятков мФ. Для получения же свойственных ионисторам больших емкостей в них применяют электроды из пористых материалов, имеющих большую поверхность пор при малых внешних размерах.

На эту роль были перепробованы в свое время губчатые металлы от титана до платины. Однако несравненно лучше всех оказался… обычный активированный уголь. Это древесный уголь, который после специальной обработки становится пористым. Площадь поверхности пор 1 см3 такого угля достигает тысячи квадратных метров, а емкость двойного электрического слоя на них — десяти фарад!

Самодельный ионистор На рисунке 1 изображена конструкция ионистора. Он состоит из двух металлических пластин, плотно прижатых к «начинке» из активированного угля. Уголь уложен двумя слоями, между которыми проложен тонкий разделительный слой вещества, не проводящего электроны. Все это пропитано электролитом.

При зарядке ионистора в одной его половине на порах угля образуется двойной электрический слой с электронами на поверхности, в другой — с положительными ионами. После зарядки ионы и электроны начинают перетекать навстречу друг другу. При их встрече образуются нейтральные атомы металла, а накопленный заряд уменьшается и со временем вообще может сойти на нет.

Чтобы этому помешать, между слоями активированного угля и вводится разделительный слой. Он может состоять из различных тонких пластиковых пленок, бумаги и даже ваты.
В любительских ионисторах электролитом служит 25%-ный раствор поваренной соли либо 27%-ный раствор КОН. (При меньших концентрациях не сформируется слой отрицательных ионов на положительном электроде.)

В качестве электродов применяют медные пластины с заранее припаянными к ним проводами. Их рабочие поверхности следует очистить от окислов. При этом желательно воспользоваться крупнозернистой шкуркой, оставляющей царапины. Эти царапины улучшат сцепление угля с медью. Для хорошего сцепления пластины должны быть обезжирены. Обезжиривание пластин производится в два этапа. Вначале их промывают мылом, а затем натирают зубным порошком и смывают его струей воды. После этого прикасаться к ним пальцами не стоит.

Активированный уголь, купленный в аптеке, растирают в ступке и смешивают с электролитом до получения густой пасты, которой намазывают тщательно обезжиренные пластины.

При первом испытании пластины с прокладкой из бумаги кладут одна на другую, после этого попробуем его зарядить. Но здесь есть тонкость. При напряжении более 1 В начинается выделение газов Н2, О2. Они разрушают угольные электроды и не позволяют работать нашему устройству в режиме конденсатора-ионистора.

Поэтому мы должны заряжать его от источника с напряжением не выше 1 В. (Именно такое напряжение на каждую пару пластин рекомендовано для работы промышленных ионисторов.)

Подробности для любознательных

При напряжении более 1,2 В ионистор превращается в газовый аккумулятор. Это интересный прибор, тоже состоящий из активированного угля и двух электродов. Но конструктивно он выполнен иначе (см. рис. 2). Обычно берут два угольных стержня от старого гальванического элемента и обвязывают вокруг них марлевые мешочки с активированным углем. В качестве электролита употребляется раствор КОН. (Раствор поваренной соли применять не следует, поскольку при ее разложении выделяется хлор.)

Энергоемкость газового аккумулятора достигает 36 000 Дж/кг, или 10 Вт-ч/кг. Это в 10 раз больше, чем у ионистора, но в 2,5 раза меньше, чем у обычного свинцового аккумулятора. Однако газовый аккумулятор — это не просто аккумулятор, а очень своеобразный топливный элемент. При его зарядке на электродах выделяются газы — кислород и водород. Они «оседают» на поверхности активированного угля. При появлении же тока нагрузки происходит их соединение с образованием воды и электрического тока. Процесс этот, правда, без катализатора идет очень медленно. А катализатором, как выяснилось, может быть только платина… Поэтому, в отличие от ионистора, газовый аккумулятор большие токи давать не может.

Тем не менее, московский изобретатель А.Г. Пресняков (http://chemfiles.narod .r u/hit/gas_akk.htm) успешно применил для запуска мотора грузовика газовый аккумулятор. Его солидный вес — почти втрое больше обычного — в этом случае оказался терпим. Зато низкая стоимость и отсутствие таких вредных материалов, как кислота и свинец, казалось крайне привлекательным.

Газовый аккумулятор простейшей конструкции оказался склонен к полному саморазряду за 4-6 часов. Это и положило конец опытам. Кому же нужен автомобиль, который после ночной стоянки нельзя завести?

И все же «большая техника» про газовые аккумуляторы не забыла. Мощные, легкие и надежные, они стоят на некоторых спутниках. Процесс в них идет под давлением около 100 атм, а в качестве поглотителя газов применяется губчатый никель, который при таких условиях работает как катализатор. Все устройство размещено в сверхлегком баллоне из углепластика. Получились аккумуляторы с энергоемкостью почти в 4 раза выше, чем у аккумуляторов свинцовых. Электромобиль мог бы на них пройти около 600 км. Но, к сожалению, пока они очень дороги.

Данный элемент по праву считается сверх универсальным, так как он одновременно может использоваться в изготовлении и ремонте самых разнообразных приборов. И даже, если приобрести его в уже готовом виде не составит особого труда, многие мастера-любители с удовольствием экспериментируют, пытаясь или даже успешно выполняя конденсатор своими руками. Все, что нужно для создания самодельного конденсатора подробно описано выше и, в принципе, ни с одним из необходимых элементов не должно возникнуть каких-либо трудностей, так как они могут иметься в хозяйстве или, на худой конец, в свободной продаже. Исключением, пожалуй, может стать только парафиновая бумага, которую обычно изготавливают самостоятельно, используя такие материалы, как парафин, папирус и одноразовая зажигалка (как вариант, можно задействовать любой другой безопасный источник открытого пламени).

Так, для того чтобы обработать бумагу должным образом, следует тщательно разогреть с помощью огня парафин и его размягченной частью пройтись по всей поверхности папируса с обеих его сторон. После того, как работы будут окончены, а материал как следует схватится, полученную парафиновую бумагу необходимо сложить гармошкой (имеется ввиду поперечное продвижение). Техника обычная, но предполагает выдерживание определенного шага (через каждые три сантиметра) и для того, чтобы выполнить линию сгиба предельно точной, желательно еще до парафирования наметить простым карандашом первую полосу. Можно продолжить в том же духе, расчерчивая полностью весь лист или же действовать, ориентируясь исключительно по первому отрезку (кому как удобно). Что касается количества необходимых слоев, то этот показатель определяется исключительно емкостью будущего изделия.

На этом этапе сформированную гармошку следует на время отложить в сторону, дабы приступить к заготовке прямоугольных кусочков фольги, размеры которых должны соответствовать в данном случае данным 3 на 4,5 сантиметра. Эти заготовки необходимы для выполнения металлической прослойки конденсатора, поэтому по окончанию вышеуказанных работ фольгу вкладывают во все слои гармошки, следя за тем, чтобы она равномерно укладывалась, после чего приступают к проглаживанию заготовки в сложенном виде с помощью обычного утюга. Парафин и фольга должны сделать свое дело, обеспечив прочное склеивание между собой (другие методы для спаивания конденсатора в домашних условиях не практикуются), после чего конденсатор можно считать абсолютно готовым. Что касается выпирающих за пределы бывшей гармошки элементов фольги, то она не должна давать повод для беспокойства, так как они играют роль соединительных контактов.

Именно с помощью этих небольших по размеру фрагментов, изготовленный собственными руками конденсатор можно полноценно использовать, подключая его к электрической цепи. Естественно, речь идет о примитивном устройстве и для того, чтобы хоть как-то повысить его рабочие показатели, необходимо использовать более качественную фольгу, обладающую высокой плотностью, хотя и тут крайне важно не перестараться, так как существуют определенные лимиты используемого напряжения на поделки для взрослых подобного рода. Так, например, лучше не экспериментировать, пытаясь собственноручно выполнить конденсатор, способный принять слишком высокое напряжение (более 50 Вольт), хотя некоторые «самоделкины» умудряются обойти эту сторону вопроса, используя пакеты для ламинирования вместо стандартных диэлектриков, а также ламинатор для безопасной пайки.

Существует еще несколько методов того, как можно изготовить самодельный конденсатор, причем один из них предполагает работу с более высоким напряжением. К нему можно отнести знаменитую технику «Стакан», название которой пошло от используемого подручного средства — граненного стакана. Данный элемент необходим для обтяжки фольгой с внутренней и внешней стороны, причем делать это следует таким образом, чтобы используемые фрагменты материала не касались друг друга. Сама конструкция в уже «собранном» виде обязательно предусматривает наличие подводов, после чего ее можно считать полностью готовой для использования по прямому назначению. При этом, во время включения ее в цепь необходимо тщательно соблюдать все необходимые меры по безопасности, дабы избежать возможных негативных последствий.

Как вариант, можно попробовать изготовить собственными руками и более усовершенствованную конструкцию, используя такие подручные средства, как одинаковые по размерам стеклянные пластинки, все та же старая добрая фольга повышенной плотности и эпоксидные смолы, предназначенные для надежного соединения перечисленных материалов между собой. Безусловным достоинством такого самодельного конденсатора является то, что он способен осуществлять более качественную работу, как говорится, «без пробоя». Однако, как известно, в бочке меда обычно не обходится без ложки дегтя и в данном случае это напрямую касается одного существенного недостатка данного изобретения, который заключается в его более, чем внушительных габаритах, что делает содержание эдакой «махины» в домашних условиях не очень удобным и рациональным.

Конденсатор переменной емкости самодельный


Самодельный конденсатор переменной ёмкости — Embedded.by

В последнее время становится всё сложнее приобрести конденсаторы переменной ёмкости. Я столкнулся с этой проблемой при создании магнитной антенны: вакуумные конденсаторы меня не устроили высокой стоимостью, б/у КПЕ не устроили ржавым внешним видом. Кроме того КПЕ из старых приёмников имеют небольшой зазор между пластинами и при использовании их в магнитных антеннах прошиваются высоким напряжением. Так я принял решение делать самодельный КПЕ. В интернете нашлось немало конструкций, но наиболее меня заинтересовала статья http://www.qsl.net/n4dfp/buildcaps.html. Собственно по этой статье и был сделан конденсатор с небольшими доработками.

Итак, первым делом был найден лист алюминия. Найден он был в магазине типа сделай сам в виде листа от бочки йогурта (толщина 0,3-0,4 мм). Из листа ножницами были вырезаны заготовки по чертежам:

Чертежи в формате SVG можно скачать по ссылке.

Всего было вырезано 17 заготовок пластин статора, и 16 — ротора. Все пластины были выпрямлены, потом в нужных местах были просверлены отверстия 6 мм под винты. Рекомендую сверлить однотипные заготовки разом, зажав их в тиски. После сверловки заготовки были зачищены от краски и защитного слоя (лист для йогурта был окрашен рекламными надписями с одной и пищевым слоем с другой стороны). В итоге получилась такая кучка заготовок:

Из пластмассы были вырезаны боковые стенки конденсатора размером примерно 100х70 мм.

Для скрепления пластин я использовал болты М6 длиной 110 мм, гайки М6 толщиной 4,5 мм, и шайбы.

Крепление пластин схематически показано на рисунке (вид сбоку):

Первая пластина статора крепится через 3-4 шайбы (в зависимости от их толщины), чтобы обеспечить необходимый зазор между пластинами ротора и статора, и зажимается гайками. Первая пластина ротора зажимается гайками с двух сторон, при этом между боковой стенкой и крепежом обеспечивается небольшой зазор, чтобы болт с пластинами ротора свободно вращался в отверстии.

На противоположной боковой стенке конденсатора необходимо реализовать токоприёмник и пружинный элемент. Я объединил две функции в одну с помощью изогнутой пластины из того же алюминиевого листа и наклейки из пенистого пластика:

После сборки окончательно выпрямляем пластины и добиваемся одинакового расстояния между пластинами при любых положениях ротора.

В итоге получился конденсатор с диапазоном изменения ёмкости 7-330 пФ. Стоимость материалов составила менее 10 долларов.

Самодельный простейший конденсатор переменной емкости

Конструкция этого самодельного переменного конденсатора была описана в газете СССР «Новости радио» за май 1927 года. Этот переменный конденсатор особенно подходит для работы в диапазонах УКВ.

Конденсатор переменной емкости (см. Рис. 1) размещен в небольшом деревянном ящике, конструкция включает две медные или латунные пластины. Одна из этих пластин — «F» — это статор, неподвижная пластина, и она установлена ​​на деревянном дне ящика. Пластина подключается к правой клемме, расположенной сбоку от коробки.Пластина покрыта нашивкой «D» из слюды, целлулоида или любого подходящего диэлектрического материала.

Рис. 1. Самодельный простейший конденсатор переменной емкости образца 1927 г.

Другая пластина — «N» находится над диэлектрической накладкой. Эта пластина движется — это «ротор», он прикреплен к левому выводу. Пластина изготовлена ​​из латуни, ее толщина составляет порядка 0,8-0,9 мм. Размер этой подвижной пластины лишь немного меньше размера неподвижной пластины.

Чтобы подвижная пластина стала гибкой, воспользуйтесь молотком — дуйте пластину в течение 10 минут, меняя ее стороны, пластина станет упругой. Пластина закреплена под некоторым углом к ​​неподвижной пластине. Используя винт с ручкой, расположенный в верхней части коробки, подвижную пластину можно переместить ближе к неподвижной пластине. Когда расстояние между пластинами максимальное, емкость переменного конденсатора минимальна, и наоборот.

Размер пластин зависит от максимальной емкости переменного конденсатора, его можно рассчитать по известной формуле:

C = ε 0 * K * L * W / d,

Где ε 0 = 8.8541×10 -12 — постоянная диэлектрической проницаемости вакуума;
К — диэлектрическая проницаемость материала;
L — длина плиты;
Вт — ширина плиты;
d — расстояние между пластинами;
C — емкость.

Для расчета размеров тарелок можно использовать онлайн-калькулятор. Обе пластины имеют одинаковый размер. Все размеры — длина, ширина и расстояние — в миллиметрах.

Очередной вариант самодельного переменного конденсатора был опубликован в журнале «Радио» в апреле 1967 года.

Рис. 2. Самодельный простейший конденсатор переменной емкости образца 1967 г.

Конструкция этого переменного конденсатора показана на рисунке 2. Основание у него деревянное 1. К основанию крепится медная или жесть 2 размером 45×85 мм, толщина пластины не имеет значения. Пластина прикрыта листом бумаги 3, это диэлектрик. Подвижная пластина 4 расположена над диэлектрическим листом. Конструкция собирается двумя шурупами по дереву 5 длиной 5.0,6 мм. Подвижная пластина изготавливается из латуни или бронзы толщиной 0,5 … 0,6 мм.

Чтобы подвижная пластина стала более упругой, ее нужно продувать с обеих сторон. Пока этот процесс продолжается, размер пластины будет изменен, поэтому необходимо рассмотреть возможность изготовления пластины размером 45×100 мм. Имеется три маленьких отверстия диаметром 3 мм, два из которых предназначены для винтов 5, а третье на другом конце используется для крепления лески 6. Намотывая леску на стержень 7 с помощью ручки 8, мы приближая подвижную пластину 4 к неподвижной пластине 2, тем самым увеличивая емкость переменного конденсатора.Максимальная емкость этого переменного конденсатора составляет около 500 пФ, ее можно рассчитать с помощью онлайн-калькулятора емкости с параллельными пластинами, показанного выше.

НАЗАД
,

Домашний переменный конденсатор


Картон Переменный конденсатор
Самодельный или самодельный

«Картонный» переменный конденсатор, построенный в этой статье, даст емкость в диапазоне около 300 пФ Макс. Увеличение до 7 дюймов приведет к выздоравливайте до 370 пФ.

Он построен из легкодоступных материалов, которые можно найти вокруг дома (некоторые в строительном магазине).

Необходимые материалы:

2 куска картона с квадратом 8 дюймов или более

1 кусок картона с квадратом 6 или более.

Небольшое количество алюминиевой фольги

2 коротких куска многожильного провода сечением от 22 до 26, около 8 дюймов или больше.

Небольшое количество изоленты, но практически любая работай.

1 Винт с плоской головкой 6-32 длиной около 3/8 дюйма с гайкой.

1 прозрачная защитная пленка размером 8 1/2 «x 11». Они используются, чтобы положить кусок бумаги, чтобы защитить его, и он уходит в папку с 3 кольцами.

Одна баллончик с контактным клеем в виде спрея. Вы также можете использовать кисть при контакте клей.




«Ротор»
Сделаем ротор (перемещение раздел) первый.
Прокладка из одного из 8-дюймовых квадратных (или более) кусков картона (с компас) кругом диаметром 6 дюймов и проведите линию по центру.Проделайте маленькую дырочку в центр. Вырежьте круг диаметром 6 дюймов.
Крышка Половину круга картона застелить макулатурой или старым картоном. Распылите немного «аэрозольного клея» на незащищенную открытую половину. Вы также можете использовать контактный цемент, наносимый кистью, если хотите.
Рукоять на алюминиевой фольге со стороны нанесения клея.Работа с одного край к другому и медленно прорабатывая любые морщинки по ходу движения.
Флип его и срежьте излишки фольги однолезвийным лезвием. Пока не выглядит как на фото ниже.


Лишняя пленка удалена. Также вырезать прочь фольга 3/8 дюйма вокруг центрального отверстия.

Poke отверстие 3/4 дюйма от центральной точки и примерно 1/4 дюйма от фольги и вытяните провод насквозь, причем конец провода «зачищен» (изоляция удалена).Прямо как на фото выше.
Поместите кусок электрический кран (или что у вас есть) на провод, чтобы удерживать его на алюминиевой фольге.


Далее воспользуемся страницей » Протектор». Разрежьте его на два отдельных листа 8 1/2 «x 11

На сторона круга, на которой есть алюминий (1 / 2alum., 1/2 картон), нанесите слой «аэрозольного клея» на всю поверхность и наклеить на «протектор листа» после высыхания клея. немного.После того, как он еще немного высохнет, удалите излишки пластика с помощью лезвие бритвы точно так же, как раньше алюминиевое. Это «электрически изоляты» фольга.

Отложите ротор на время в сторону

«Статор»
Теперь о статоре (неподвижном раздел).

План другой кусок картона, как на фото слева. и вырезать кусочки бритвенным ножом или точным ножом. Когда закончите, они будут смотреть как на фото справа.Вроде как буквы C и D.
План последний кусок картона, как на фото слева. Вырежьте это с помощью бритвенный нож. Когда все будет готово, он должен выглядеть как на фото справа. я обрезал «точку» около центра, но это не обязательно.
Распылитель всю сторону с помощью клея и нанесите фольгу примерно на 1/4 дюйма от край как на фото выше.Проделайте отверстие примерно на 3/8 дюйма от края радиусной стороной и примерно 3/4 дюйма от прямой стороны и проткните провод через которая была удалена примерно на 3/4 дюйма изоляции.
Нравится перед этим возьмите кусок изоленты и прижмите оголенный провод к фольга.
Распылитель клей со стороны фольги и наклеить на другую половину листа протектор (прозрачный пластик) вкл.Обрежьте излишки бритвой.
Теперь возьмите этот участок и нанесите клей на только с одной стороны.
Наклейте его на только что сделанный участок (Статор).


Сборка проект
Взять «ротора» и протолкните крепежный винт с плоской головкой через отверстие «по центру» со «всей картонной стороны».Теперь протолкните потоки через центральное отверстие «Статор», как на фото выше.


Переверните

Защищенный это с гайкой, поэтому есть небольшое сопротивление, когда ротор получилось, но не сильно!
Вкл. поверхность картона в форме буквы «С» (см. фото слева), я использовал горячий расплавить клей, но вы также можете использовать белый клей или кисть для контактного цемента на поверхность.Затем я положил на него картон в форме буквы «D» и приклеил скотчем чтобы помочь удержаться.

Все детали в форме C и D служат только для толкания ротора. равномерно к секции статора. Это даст вам более плавное увеличение или уменьшение емкости при повороте ротора.

Полностью и готово к использованию! прозрачные защитные пленки служат для предотвращения выпадения двух частей из фольги в электрический контакт друг с другом.

По мере того, как две части фольги становятся ближе друг к другу, емкость растет. По мере того, как они разводятся, она уменьшается.

Это вариант того, что называлось «книжным конденсатором» еще в 1920-х годов. Книжный конденсатор представлял собой всего два листа металла, которые были перемещены. ближе друг к другу или разделены вроде как книга. емкость выросли или уменьшились.

Возврат на веб-страницу Homebrewed Radio


Хрустальное радио

Возврат в «Оставайтесь с нами» Домой Страница

1999-2010 Дэррил Бойд, Все права защищены
Авторские права Примечание:
Мой веб-сайт защищен авторским правом.Это включает все изображения, текст, рисунки.
Если вы думаете о загрузке моего предметы, защищенные авторским правом, и продавать их на ebay (или в любом месте) имейте это в виду,
Я слежу за ebay на предмет таких нарушений. я буду рассмотреть вопрос с ebay и в суде, если нужно.
Я делаю их не для вашей выгоды от моя тяжелая работа.



Отправить письмо на:








б или
л
д
@
б
или
л
д
ч

или
u
с
e
.
с
или
м
Из-за антиспама техники, вы невозможно «вырезать и вставить» указанный выше текст

Мы приложили все усилия, чтобы что информация, представленная на этом веб-сайте точный и до Дата.
Вся информация на этом сайте носит исключительно информационный характер. и никаких гарантий с точностью любого из проектов
или схемы на этом сайте или калькуляторы. Если ты найдешь что-то вы чувствуете неточно, сообщите нам по электронной почте. Обязательно предоставьте веские аргументы в поддержку вашего кейс. подтвердил изменения будут внесены как можно быстрее.

Изображения на этом сайте защищены авторское право. Oни являются собственностью владельца этого сайта и могут не использоваться без разрешения владельцев. Пожалуйста, не используйте изображения сделаны нами на этом сайте без



.

Как сделать свой собственный конденсатор переменной настройки

Этот многооборотный конденсатор с диапазоном от 5 пФ до 27 пФ может быть изготовлен из шести элементов.

Те, кто любит строить радиопроекты, могут заметить, что переменные конденсаторы не так доступны, как раньше. Было время, когда все радиоприемники содержали по крайней мере один, но с появлением варикапа и синтезатора частоты стало трудно найти традиционный настроечный конденсатор.

К счастью, конденсатор переменной емкости — простое устройство, которое вы легко можете изготовить самостоятельно. Вам понадобятся две крепежные гайки, одна односторонняя или двусторонняя печатная плата (½ ”x ½”), один крепежный винт, 12 дюймов магнитного провода 22-го калибра с эмалевым покрытием, одно лезвие для ножовки и кусок из пластика.

Начните с накручивания двух гаек на сам винт. Каждую шестигранную гайку нужно поцарапать односторонним лезвием бритвы, но только с одной стороны. Царапина обеспечивает прилегание пайки к гайке.

Поцарапав две гайки, нанесите большое количество припоя на каждую сторону (достаточно, чтобы покрыть всю сторону) каждой гайки. Обязательно удерживайте паяльник на гайке в течение 30 секунд, убедившись, что припой хорошо прилегает к каждой гайке. Через несколько секунд вы должны увидеть, как припой начинает цепляться за гайку.

Нанесите твердый слой припоя с каждой стороны каждой гайки, возьмите печатную плату и поместите ее под две гайки. Отрегулируйте две гайки так, чтобы каждая опиралась на каждую сторону печатной платы.Как только это будет сделано, между двумя гайками будет примерно ¼ ”.

Затем поместите какой-нибудь тяжелый предмет на вашу установку, следя за тем, чтобы она не двигалась. Возьмите паяльник и нагрейте припой на одной из гаек. Когда он станет мягким, начните наносить больше припоя на эту область. Как только припой накопится достаточно, вес упадет прямо на печатную плату. Когда одна из них приклеится к печатной плате, сделайте то же самое для другой гайки.

Теперь возьмите 12-дюймовый провод 22-го калибра и открутите винт от двух гаек.Сделайте 12 витков проволоки вокруг винта. Сделав 12 витков, отрежьте излишки, оставив на концах ½ дюйма проволоки. Идите и открутите свою «катушку» от винта.

Отмерьте 16 мм вверх от нижней части головки винта. Возьмите новую одинарную гайку, поместите ее на 16 мм и с помощью ножовки разрежьте в этой точке. Новая гайка размещена для обеспечения точного измерения во время резки. Когда вы закончите резку, возьмите винт и вверните его в две припаянные гайки, которые теперь прикреплены к печатной плате.Полностью закрутите винт, возьмите только что изготовленную катушку и накрутите ее на только что нарезанный винт.

Последний шаг заключается в том, чтобы положить кусок сложенного пластика под винт между двумя гайками. Если не положить снизу пластик, винт не будет натянут. Таким образом, когда вы его поворачиваете, вы получите спорадические разрывы между винтом и гайками. Пластик толкает винт и две гайки вверх, обеспечивая непрерывную связь между ними.

Наконец, согните внешний конец провода катушки по направлению к внутреннему концу провода и отрежьте излишки. Взяв однолезвийное лезвие бритвы, соскоблите покрытую эмалью изоляцию в месте соединения двух проводов и припаяйте их на место.

Возьмите небольшой кусок проволоки 22-го калибра и соскребите всю эмаль. Припаяйте один конец к печатной плате между двумя гайками. Отрежьте конец так, чтобы оба вывода были равны, чтобы получилось около ½ дюйма. Теперь у вас есть два терминала, которые можно припаять к любому радиочастотному проекту, над которым вы работаете.

Проволока, припаянная к печатной плате, действует как ротор, который представляет собой поворотную часть устройства, в то время как провод, идущий от катушки, действует как статор. Если одна из клемм в вашем проекте заземлена, всегда подключайте концевой провод «ротора» к земле, так как это устранит емкость, когда ваша рука поворачивает винт для регулировки.

Источник: Earthground

Подробнее о журнале Electronic Products Magazine

.

Самодельный измеритель емкости конденсаторов на микросхемах. Измеритель емкости конденсаторов своими руками. Описание и настройка устройства. Как сделать модель серии AVR

Конденсатор — элемент электрической цепи, состоящий из проводящих электродов (обкладок), разделённых диэлектриком. Предназначен для использования его электрической ёмкости. Конденсатор, ёмкостью С, к которому приложено напряжение U, накапливает заряд Q на одной стороне и — Q — на другой. Ёмкость здесь в фарадах, напряжение — вольтах, заряд — кулоны. Когда ток силой 1 А протекает через конденсатор ёмкостью 1 Ф напряжение изменяется на 1 В за 1 с.

Одна фарада ёмкость огромная, поэтому обычно применяются микрофарады (мкФ) или пикофарады (пФ). 1Ф = 106 мкФ = 109 нФ = 1012 пФ. На практике используются значения от нескольких пикофарад до десятков тысяч микрофарад. Зарядный ток конденсатора отличается от тока через резистор. Он зависит не от величины напряжения, а от скорости изменения последнего. По этой причине для измерения ёмкости требуются специальные схемные решения, применительно к особенностям конденсатора.

Обозначения на конденсаторах

Проще всего определить значение ёмкости по маркировке, нанесённой на корпус конденсатора.

Электролитический (оксидный) полярный конденсатор, ёмкостью 22000 мкФ, рассчитанный на номинальное напряжение 50 В постоянного тока. Встречается обозначение WV — рабочее напряжение. В маркировке неполярного конденсатора обязательно указывается возможность работы в цепях переменного тока высокого напряжения (220 VAC).

Плёночный конденсатор ёмкостью 330000 пФ (0.33 мкФ). Значение в этом случае, определяется последней цифрой трёхзначного числа, обозначающей количество нолей. Далее буквой указана допустимая погрешность, здесь — 5 %. Третьей цифрой может быть 8 или 9. Тогда первые две умножаются на 0.01 или 0.1 соответственно.

Ёмкости до 100 пФ маркируются, за редкими исключениями, соответствующим числом. Этого достаточно для получения данных об изделии, так маркируется подавляющее число конденсаторов. Производитель может придумать свои, уникальные обозначения, расшифровать которые не всегда удаётся. Особенно это относится к цветовому коду отечественной продукции. По стёртой маркировке узнать ёмкость невозможно, в такой ситуации не обойтись без измерений.

Вычисления с помощью формул электротехники

Простейшая RC — цепь состоит из параллельно включённых резистора и конденсатора.

Выполнив математические преобразования (здесь не приводятся), определяются свойства цепи, из которых следует, что если заряженный конденсатор подключить к резистору, то он будет разряжаться так, как показано на графике.

Произведение RC называют постоянной времени цепи. При значениях R в омах, а C — в фарадах, произведение RC соответствует секундам. Для ёмкости 1 мкФ и сопротивления 1 кОм, постоянная времени — 1 мс, если конденсатор был заряжен до напряжения 1 В, при подключении резистора ток в цепи будет 1 мА. При зарядке напряжение на конденсаторе достигнет Vo за время t ≥ RC. На практике применяется следующее правило: за время 5 RC, конденсатор зарядится или разрядится на 99%. При других значениях напряжение будет изменяться по экспоненциальному закону. При 2.2 RC это будет 90 %, при 3 RC — 95 %. Этих сведений достаточно для расчёта ёмкости с помощью простейших приспособлений.

Схема измерения

Для определения ёмкости неизвестного конденсатора следует включить его в цепь из резистора и источника питания. Входное напряжение выбирается несколько меньшим номинального напряжения конденсатора, если оно неизвестно — достаточно будет 10–12 вольт. Ещё необходим секундомер. Для исключения влияния внутреннего сопротивления источника питания на параметры цепи, на входе надо установить выключатель.

Сопротивление подбирается экспериментально, больше для удобства отсчёта времени, в большинстве случаев в пределах пяти — десяти килоом. Напряжение на конденсаторе контролируется вольтметром. Время отсчитывается с момента включения питания — при зарядке и выключении, если контролируется разряд. Имея известные величины сопротивления и времени, по формуле t = RC вычисляется ёмкость.

Удобнее отсчитывать время разрядки конденсатора и отмечать значения в 90 % или 95 % от начального напряжения, в этом случае расчёт ведётся по формулам 2.2t = 2.2RC и 3t = 3RC. Таким способом можно узнать ёмкость электролитических конденсаторов с точностью, определяемой погрешностями измерений времени, напряжения и сопротивления. Применение его для керамических и других малой ёмкости, с использованием трансформатора 50 Hz, вычислением емкостного сопротивления — даёт непрогнозируемую погрешность.

Измерительные приборы

Самым доступным методом замера ёмкости является широко распространённый мультиметр с такой возможностью.

В большинстве случаев, подобные устройства имеют верхний предел измерений в десятки микрофарад, что достаточно для стандартных применений. Погрешность показаний не превышает 1% и пропорциональна ёмкости. Для проверки достаточно вставить выводы конденсатора в предназначенные гнёзда и прочитать показания, весь процесс занимает минимум времени. Такая функция присутствует не у всех моделей мультиметров, но встречается часто с разными пределами измерений и способами подключения конденсатора. Для определения более подробных характеристик конденсатора (тангенса угла потерь и прочих), используются другие устройства, сконструированные для конкретной задачи, не редко являются стационарными приборами.

В схеме измерения, в основном, реализован мостовой метод. Применяются ограничено в специальных профессиональных областях и широкого распространения не имеют.

Самодельный С — метр

Не принимая во внимание разные экзотические решения, такие как баллистический гальванометр и мостовые схемы с магазином сопротивлений, изготовить простой прибор или приставку к мультиметру по силам и начинающему радиолюбителю. Широко распространённая микросхема серии 555 вполне подходит для этих целей. Это таймер реального времени со встроенным цифровым компаратором, в данном случае используется как генератор.

Частота прямоугольных импульсов задаётся выбором резисторов R1–R8 и конденсаторов С1, С2 переключателем SA1 и равняется: 25 kHz, 2.5 kHz, 250 Hz, 25Hz — соответственно положениям переключателя 1, 2, 3 и 4–8. Конденсатор Сх заряжается с частотой следования импульсов через диод VD1, до фиксированного напряжения. Разряд происходит во время паузы через сопротивления R10, R12–R15. В это время образуется импульс длительностью, зависимой от емкости Сх (больше ёмкость — длиннее импульс). После прохождения интегрирующей цепи R11 C3 на выходе появляется напряжение, соответствующее длине импульса и пропорциональное величине ёмкости Сх. Сюда и подключается (Х 1) мультиметр для измерения напряжения на пределе 200 mV. Положения переключателя SA1 (начиная с первого) соответствуют пределам: 20 пФ, 200 пФ, 2 нФ, 20 нФ, 0.2 мкФ, 2 мкФ, 20 мкФ, 200 мкФ.

Наладку конструкции необходимо делать с прибором, который будет применяться в дальнейшем. Конденсаторы для наладки надо подобрать с ёмкостью, равной поддиапазонам измерений и как можно точнее, от этого будет зависеть погрешность. Отобранные конденсаторы поочерёдно подключаются к Х1. В первую очередь настраиваются поддиапазоны 20 пФ–20 нФ, для этого соответствующими подстроечными резисторами R1, R3, R5, R7 добиваются соответствующих показаний мультиметра, возможно придётся несколько изменить номиналы последовательно включённых сопротивлений. На других поддиапазонах (0.2 мкФ–200 мкФ) калибровка проводится резисторами R12–R15.

При выборе источника питания следует учитывать, что амплитуда импульсов напрямую зависит от его стабильности. Интегральные стабилизаторы серии 78хх вполне здесь применимы Схема потребляет ток не более 20–30 миллиампер и конденсатора фильтра ёмкостью 47–100 микрофарад будет достаточно. Погрешность измерений, при соблюдении всех условий, может составить около 5 %, на первом и последнем поддиапазонах, по причине влияния ёмкости самой конструкции и выходного сопротивления таймера, возрастает до 20 %. Это надо учитывать при работе на крайних пределах.

Конструкция и детали

R1, R5 6,8k R12 12k R10 100k C1 47nF

R2, R6 51k R13 1,2k R11 100k C2 470pF

R3, R7 68k R14 120 C3 0,47mkF

R4, R8 510k R15 13

Диод VD1 — любой маломощный импульсный, конденсаторы плёночные, с малым током утечки. Микросхема — любая из серии 555 (LM555, NE555 и другие), русский аналог — КР1006ВИ1. Измерителем может быть практически любой вольтметр с высоким входным сопротивлением, под который проведена калибровка. Источник питания должен иметь на выходе 5–15 вольт при токе 0.1 А. Подойдут стабилизаторы с фиксированным напряжением: 7805, 7809, 7812, 78Lxx.

Вариант печатной платы и расположение компонентов

Видео по теме

Измеритель емкости конденсаторов своими руками — ниже представлена схема и описание как не прилагая больших усилий можно самостоятельно изготовить прибор для тестирования емкости конденсаторов. Такое устройство очень может пригодится при покупке емкостей на радиоэлектронном рынке. С его помощью без проблем выявляется некачественный или бракованный элемент накопления электрического заряда. Принципиальная схема данного ESRа, как его обычно называю большинство электронщиков, ничего сложного из себя не представляет и собрать такой аппарат может даже начинающий радиолюбитель.

Причем измеритель емкости конденсаторов не предполагает для его сборки длительного времени и больших денежных затрат, на изготовление пробника эквивалентного последовательного сопротивления уходит буквально два-три часа. Также не обязательно бежать в магазин радиотоваров — наверняка у любого радиолюбителя найдутся неиспользованные детали подходящие для этой конструкции. Все, что вам потребуется для повторения данной схемы — это мультиметр практически любой модели, только желательно, что бы был цифровой и с десяток деталей. Каких то переделок или модернизации цифрового тестера производить не нужно, все что необходимо с ним сделать — это припаять выводы деталей к необходимым площадкам на его плате.

Принципиальная схема устройства ESR:

Перечень элементов необходимых для сборки измерителя:

Один из главных компонентов прибора — это трансформатор, который должен иметь соотношением витков 11\1. Ферритовый кольцевой сердечник М2000НМ1-36 К10х6х3, который нужно предварительно обмотать изолирующим материалом. Затем намотать первичную обмотку на него, располагая витки по принципу — виток к витку, при этом заполняя всю окружность. Вторичную обмотку также необходимо выполнять с равномерным распределением по всему периметру. Примерное количество витков в первичной обмотки для кольца К10х6х3 будет 60-90 витков, а вторичка должна быть в одиннадцать раз меньше.

Диод D1 использовать можно практически любой кремневый с обратным напряжением не менее 40v, если вам не особо нужна супер точность в измерениях, то вполне подойдет КА220. Для более точного определения емкости придется поставить диод с небольшим падением напряжения в варианте прямого включения — Шоттки. Защитный супрессорный диод D2 должен быть рассчитан на обратное напряжение от 28v до 38v. Транзистор маломощный кремневый p-n-p проводимости: например КТ361 или его аналог.

Измерение величины ЭПС выполнять в диапазоне напряжения 20v. Во время подключении коннектора внешнего измерителя, ESR-приставка к мультиметру сразу же переходит в режим работы тестирования емкости. При этом будет визуально отображено на приборе показание около 35v в диапазоне проверки 200v и 1000v (это в зависимости от использования супрессорного диода). В случае исследования емкости на 20 вольтах, показание будет отображено как «выход за границу измерения». Когда коннектор внешнего измерителя отсоединяется, то и ЭПС-приставка моментально переключается на режим работы как обыкновенного мультиметра.

Заключение

Принцип работы устройства — для начала работы прибора нужно включить в сеть адаптер, при этом происходит включение измерителя ЭПС, когда отключили ESR, то мультиметр автоматически переходит в режим выполнения штатных функций. Чтобы сделать калибровку аппарата нужно подобрать постоянный резистор, так чтобы соответствовало шкале. Для наглядности картина ниже:

При замыкании щупов на шкале мультиметра будет отображено 0.00- 0.01, это показание означает погрешность прибора в диапазоне измерения до 1 Ом.

Данный прибор уже 8 лет используется для ремонта телевизоров и показал себя с самой лучшей стороны. В приборе использованы микросхемы КМОП, которые еще у многих пылятся в старых запасах. Это, а также применение ЖК — индикатора ИЖЦ5-4/8 позволило довести потребляемый ток до 10 мА и питать прибор от батареи типа «Крона». Размеры прибора позволяют разместить его в корпусе от мультиметра типа D-830 и т.п. Несмотря на относительно большое количество микросхем, общая стоимость деталей (по прайсам известных Интернет-магазинов) не превышает стоимости только одного современного LCD индикатора типа 8×2 или 16×1 и т.п.

На микросхемах DA1 и DA2 собран преобразователь Емкость-Время (рис.1) — разновидность известного мультивибратора на ОУ, далее будем его называть ПЕВ. На ОУ DA1.1 реализована искусственная “земля” (средняя точка) для аналоговой части. На ОУ DA2 и DA1.2 собран собственно преобразователь. Период следования импульсов определяется выражением T=2*R7*Cx*(1+ln(2*R3/R5)). Из формулы видно, что период мало зависит от дестабилизирующих факторов, таких как напряжение питания, температура (резисторы лучше выбрать термостабильные) и т.д. и может быть достаточно высоким. Амплитуда напряжения на измеряемой емкости составляет Uc=Ud*(R3/(R3+R5)), (где Ud-прямое напряжение на диоде) и не превышает 0.1 Вольт, что позволяет измерять емкость не выпаивая ее из схемы, так как при таком напряжении все полупроводниковые переходы закрыты. Применение в качестве DA2 микросхемы КР544УД2 позволило уменьшить погрешность прибора при измерении малых емкостей. Для защиты DA2 при подключении заряженного конденсатора введены элементы VD3, VD4, R4, причем, диоды выбраны со значительным допустимым однократным импульсным током, а резистор мощностью не менее 0.5 Вт. С вывода 6 DA2 импульсы с периодом, пропорциональным емкости измеряемого конденсатора, поступают на блок управления.

Блок управления реализован на микросхемах DD1 – DD4. Импульсы от ПЕВ, через инвертор на DD3.1, поступают на счетный вход С D-триггера DD2.2. На вход С другого триггера микросхемы поступают секундные импульсы. Логика работы и соединение триггеров между собой таково, что на инверсном выходе DD2.2 присутствует низкий уровень длительностью равной периоду ПЕВ(время счета) и высокий – длительностью, равной примерно 1 сек (время индикации). С прямого же выхода (вывод 1) через элементы C10, R15 короткий импульс сбрасывает счетчики в 0 в начале каждого измерительного периода. Элемент 2ИЛИ-НЕ DD3.4 пропускает импульсы образцовой частоты 32768 Гц на вход счетчика только в течении времени счета. На микросхеме DD1 собран кварцевый генератор образцовой частоты, которая поступает на вывод 6 DD3.4 с выходного буфера (вывод 12). С нее же секундные импульсы поступают с вывода 5 на счетный вход триггера DD2.1, а также снимаются импульсы частотой 63 Гц (рабочая частота индикатора). ЖК индикатор не допускает подачи на него постоянного напряжения, поэтому в данном устройстве на индикатор подается переменное напряжение частотой 63 Гц, а включение сегментов осуществляется фазовым методом (если на сегмент подается сигнал такой же фазы, что и на общий вывод индикатора, то сегмент погашен, если же в противофазе – сегмент включен). Для управления запятыми применены элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ-ИЛИ микросхемы DD4. На один из входов элементов DD4.2, DD4.3, DD4.4 подается сигнал 63 Гц (в противофазе к общему индикатора). Каждый элемент, при подаче на другой вход логического 0, повторяет на выходе импульсы (запятая индицируется), а при подаче логического 1 – инвертирует (запятая погашена). DD4.2 управляет запятой 3-го (от старшего к младшему) разряда, которая нормально включена. На элементе DD4.1 реализован RS-триггер, на выходе которого устанавливается лог.1 путем подачи на вывод 5 короткого положительного импульса через элементы C8, R10, VD5 в начале каждого интервала измерения. При переполнении счетчика, отрицательный перепад с выхода старшего разряда счетчика, через инвертор DD3.2 и дифференцирующую цепочку C9, R12 , воздействует на вывод 6 DD4.1 и переводит его выход в 0. Если на месте DD4 будет использоваться микросхема более быстродействующей серии, возможно, для правильной работы DD4.1 придется уменьшить номинал R12 для укорачивания импульса на выводе 6. В случае установления на выводе 6 DD4.1 логического 0, через элемент DD4.4 включается запятая младшего разряда, индицируя переполнение.

На элементах DD4.4, VD6, R14 выполнен индикатор разряда батареи. При уменьшении напряжения ниже 7В, на выводе 12 DD4.4 устанавливается низкий уровень и “зажигаются” запятые 1-го и 2-го разрядов, тем самым сигнализируя о разряде батареи. Элемент DD3.3 играет роль буфера-инвертора.

На микросхемах DD5-DD8 выполнен счетчик импульсов с выводом на ЖК-индикатор. При подаче на вывод 6 счетчика импульсов 63 Гц той же фазы, что и на индикатор, на выходах присутствуют импульсы с фазой, зависящей от включения сегмента и на индикаторе видно соответствующую цифру.

В приборе не предусмотрено переключения пределов измерения, однако, при необходимости измерения емкостей до 10000 мкф, можно навесным монтажом ввести еще один счетчик и переключатель по схеме, изображенной на рис.6. Для этого необходимо удалить перемычку, соединяющую вывод 4 элемента DD3.4 и 4-й же вывод микросхемы DD5 и соответственно между этими точками переключателем S2 подключается счетчик DD9. Вторая группа контактов подачей логического 1 на вывод 9 DD4.2 отключает индикацию запятой 3-го разряда (на печатной плате для этого предусмотрен контакт, обозначенный “х”). Следует отметить, что при измерении емкостей свыше 1000 мкФ, считывание показаний становится не совсем удобным из-за заметности “бега” показаний в период счета. Однако, при этом, показания вполне можно прочесть безошибочно.

Ниже привожу еще один способ увеличения верхнего предела до 10000 мкФ, который, пожалуй, самый простой, какой может быть. Параллельно резистору R7 подключается дополнительный с сопротивлением 85.3 Ома, снижая его сопротивление до 76.7 Ома, то есть в 10 раз. У этого способа свои преимущества и недостатки. Преимущества: простота, минимальные затраты, не меняется максимальное время измерения (0.3 сек). Недостаток один — при таком увеличении предела, становится гораздо заметнее зависимость результата от ESR конденсатора (правда этот недостаток может стать достоинством, если прибор используется для поиска неисправных конденсаторов). Уже ESR, равный 0.5-1 Ом, приводит к серьезному снижению показаний. В данном случае, возможно придется отказаться от защитного резистора R4, что повысит опасность порчи DA2 при подключении к прибору заряженного конденсатора. Выбор способа остается за читателем.

Практически все детали устройства размещены на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1мм размерами 60х95 мм, которая представлена во вложенном файле (также в формате ). Индикатор установлен поверх микросхем К176ИЕ4 на колодках, которые изготовляются из розетки для микросхем с 40 выводами и шагом 2.5 мм. Розетка делится вдоль на 2 части (получаются две узкие однорядные колодки) и каждая укорачивается до 17 контактов. Выводы индикатора формуются в виде буквы “Г” с расстоянием межу загибами, равным 35 мм.

Сначала следует впаять перемычки и дискретные элементы, а потом уже микросхемы и колодки для индикатора. Перемычки изготовляются из луженого провода диаметром 0.3-0.5 мм. Все резисторы, кроме R4, применены типа МЛТ-0.125. Конденсаторы, керамические и электролитические, применены малогабаритные. Стабилитрон можно применить импортный на 3.3 В. Диоды VD1, VD2, VD5 любые из серий КД521, КД522. Диоды VD3,VD4 можно применить любые серий HER10x – HER20x. Из отечественных подойдут КД212, но могут быть сложности с установкой из-за больших габаритов и толщины выводов. Кварцевый резонатор можно применить от неисправных настольных и даже наручных часов. Микросхему DA1, в случае ее отсутствия, можно заменить почти любым сдвоенным ОУ импортного производства, но с изменением рисунка платы (или установить навесным монтажом), например, LM358. DA2 можно заменить на КР544УД1, КР140УД6 с небольшим увеличением погрешности на малых значениях. DD1 вполне можно заменить на К176ИЕ12 с изменением рисунка платы, в крайнем случае три раздельных генератора на 1, 63 и 32768 можно собрать на микросхеме К561ЛН2 по известным схемам на двух инверторах, причем стабильным должен быть только генератор на 32768 Гц, остальные можно применить на RC. К176ТМ2 меняется без изменения рисунка на К176ТМ1 или соответствующие 561 серии. Также К176ЛП2 и К176ЛЕ5 меняются на К561ЛП2 и К561ЛЕ5. Индикатор можно заменить на ИЖЦ21-4/7.

При правильном монтаже, прибор не нуждается в наладке и калибровке. Только необходимо подобрать резисторы R3, R5, R7 с точностью, как минимум, 1 % (R7 можно составить из резисторов 1 кОм и 3.3 кОм, включенных параллельно).

Как говорилось выше, прибор можно разместить в корпусе от мультиметра типа D-830 — D-838, но у маня на тот момент такового не оказалось и корпус был сделан самостоятельно: передняя панель — из 3мм-оргстекла и оклеена самоклейкой, остальной корпус — футляр из латуни толщиной 0.4 мм. Передняя панель вставляется в футляр и фиксируется с боков тонкими «саморезами», вкрученными в предварительно просверленные отверстия. Щуп сделан из двух булавок и представляет собой две пружинистые иголки, припаянные к плате из фольгированного стеклотекстолита.

В заключении, отмечу, что прибор предназначен для измерения емкости, а не ЭПС (ESR), однако, при возрастании эквивалентного последовательного сопротивления, показания прибора резко снижаются (примерно в два раза при сопротивлении 10-15 Ом). Данное свойство прибора позволяет успешно применять его для ремонта радиоаппаратуры – просто бракуем конденсаторы, емкость которых по показаниям прибора более чем в 2 раза ниже номинала, независимо от истинной причины низких показаний.

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Блок управления
DD1 Микросхема К176ИЕ5 1 В блокнот
DD2 Микросхема К176ТМ2 1 В блокнот
DD3 Микросхема К176ЛЕ5 1 В блокнот
DD4 Микросхема К176ЛП2 1 В блокнот
VD5 Диод

КД522Б

1 В блокнот
VD6 Стабилитрон

КС133А

1 В блокнот
Z1 Кварцевый резонатор 32768 Гц 1 В блокнот
R8, R15 Резистор 100 кОм 2 В блокнот
R9 Резистор 10 МОм 1 В блокнот
R10 Резистор 27 кОм 1 В блокнот
R11 Резистор 22 кОм 1 В блокнот
R12, R13 Резистор 30 кОм 2 В блокнот
R14 Резистор 1 кОм 1 В блокнот
C6 Конденсатор 51 пФ 1 В блокнот
C7 Конденсатор 220 пФ 1 В блокнот
C8 Конденсатор 1000 пФ 1 В блокнот
C9 Конденсатор 100 пФ 1 В блокнот
C10 Конденсатор 22 пФ 1 В блокнот
C11 Электролитический конденсатор 100мкФ x 16В 1 В блокнот
Счетчик импульсов
DD5-DD8 Микросхема К176ИЕ4 4 В блокнот
HL1 Индикатор ИЖЦ 5-4/8 1 В блокнот
Преобразователь Емкость-Период
DA1 Микросхема К157УД2 1 В блокнот
DA2 Микросхема К544УД2 1

Огромная подборка схем, руководств, инструкций и другой документации на различные виды измерительной техники заводского изготовления: мультиметры, осциллографы, анализаторы спектра, аттенюаторы, генераторы, измерители R-L-C, АЧХ, нелинейных искажений, сопротивлений, частотомеры, калибраторы и многое другое измерительное оборудование.

В процессе эксплуатации внутри оксидных конденсаторов постоянно происходят электрохимические процессы, разрушающие место соединения вывода с обкладками. И из-за этого появляется переходное сопротивление, достигающее иногда десятков Ом. Токи Заряда и разряда вызывают нагрев этого места, что еще больше ускоряет процесс разрушения. Еще одной частой причиной выхода из строя электролитических конденсаторов является «высыхание», электролита. Чтоб уметь отбраковывать такие конденсаторы предлагаем радиолюбителям собрать эту несложную схему

Идентификация и проверка стабилитронов оказывается несколько сложнее чем проверка диодов, т.к для этого нужен источник напряжения, превышающий напряжение стабилизации.

С помощью этой самодельной приставки вы сможете одновременно наблюдать на экране однолучевого осциллографа сразу за восемью низкочастотными или импульсными процессами. Максимальная частота входных сигналов не должна превышать 1 МГц. По амплитуде сигналы должны не сильно отличаться, по крайней мере, не должно быть более 3-5-кратного отличия.

Устройство расчитано на проверку почти всех отечественных цифровых интегральных микросхем. Им можно проверить микросхемы серий К155, К158, К131, К133, К531, К533, К555, КР1531, КР1533, К176, К511, К561, К1109 и многие другие

Помимо измерения емкости, эту приставку можно использовать для измерения Uстаб у стабилитронов и проверки полупроводниковых приборов, транзисторов, диодов. Кроме того можно проверять высоковольтные конденсаторы на токи утечки, что весьма помогло мне при налаживание силового инвертора к одному медицинскому прибору

Эта приставка к частотомеру используется для оценки и измерения индуктивности в диапазоне от 0,2 мкГн до 4 Гн. А если из схемы исключить конденсатор С1 то при подключении на вход приставки катушки с конденсатором, на выходе будет резонансная частота. Кроме того, благодаря малому значению напряжения на контуре можно оценивать индуктивность катушки непосредственно в схеме, без демонтажа, я думаю многие ремонтники оценят эту возможность.

В интернете много разных схем цифровых термометров, но мы выбрали те которые отличается своей простотой, малым количеством радиоэлементов и надежностью, а пугаться того, что она собрана на микроконтроллере не стоит, т.к его очень легко запрограммировать.

Одну из схем самодельного индикатора температуры со светодиодным индикатором на датчике LM35 можно использовать для визуальной индикации плюсовых значений температуры внутри холодильника и двигателя автомобиля, а также воды в аквариуме или бассейне и т.п. Индикация выполнена на десяти обычных светодиодах подключенных к специализированной микросхеме LM3914 которая используется для включения индикаторов с линейной шкалой, и все внутренние сопротивления ее делителя обладают одинаковыми номиналами

Если перед вами встанет вопрос как измерить частоту вращения двигателя от стиральной машины. Мы подскажем простой ответ. Конечно можно собрать простой стробоскоп, но существует и более грамотная идея, например использованием датчика Холла

Две очень простые схемы часов на микроконтроллере PIC и AVR. Основа первой схемы микроконтроллер AVR Attiny2313, а второй PIC16F628A

Итак, хочу сегодня рассмотреть очередной проект на микроконтроллерах, но еще и очень полезный в ежедневных трудовых буднях радиолюбителя. Это цифровой вольтметр на микроконтроллере. Схема его была позаимствована из журнала радио за 2010 год и может быть с легкостью переделана под амперметр.

Эта конструкция описывает простой вольтметр, с индикатороми на двенадцати светодиодах. Данное измерительное устройство позволяет отображать измеряемое напряжение в диапазоне значений от 0 до 12 вольт с шагом в 1 вольт, причем погрешность в измерении очень низкая.

Рассмотрена схема измерителя индуктивности катушек и емкости конденсаторов, выполненная всего на пяти транзисторах и, несмотря на свою простоту и доступность, позволяет в большом диапазоне определять с приемлемой точностью емкость и индуктивность катушек. Имеется четыре поддиапазона для конденсаторов и целых пять поддиапазонов катушек.

Думаю большинству понятно, что звучание системы во многом определяется различным уровнем сигнала на ее отдельных участках. Контролируя эти места, мы можем оценить динамику работы различных функциональных узлов системы: получить косвенные данные о коэффициенте усиления, вносимых искажениях и т.п. Кроме того, результирующий сигнал просто не всегда можно прослушать, поэтому и, применяются различного рода индикаторы уровня.

В электронных конструкциях и системах встречаются неисправности, которые возникают достаточно редко и их очень сложно вычислить. Предлагаемое самодельное измерительное устройство используется для поиска возможных контактных проблем, а также дает возможность проверять состояние кабелей и отдельных жил в них.

Основой этой схемы является микроконтроллер AVR ATmega32. ЖК дисплей с разрешением 128 х 64 точек. Схема осциллографа на микроконтроллере предельно проста. Но есть один существенный минус — это достаточно низкая частота измеряемого сигнала, всего лишь 5 кГц.

Эта приставка здорово облегчит жизнь радиолюбителя, в случае если у него появится необходимость в намотке самодельной катушки индуктивности, или для определения неизвестных параметров катушки в какой либо аппаратуре.

Предлагаем вам повторить электронную часть схемы весов на микроконтроллере с тензодатчиком, прошивка и чертеж печатной платы к радиолюбительской разработке прилагаеться.

Самодельный измерительный тестер обладает следующими Функциональными возможностями: измерение частоты в диапазоне от 0.1 до 15000000 Гц с возможностью изменения времени измерения и отображением значение частоты и длительности на цифровом экране. Наличие опции генератора с возможностью регулировки частоты во всем диапазоне от 1-100 Гц и выводом результатов на дисплей. Наличие опции осциллограф с возможностью визуализации формы сигнала и измерения его амплитудного значения. Функция измерения емкости, сопротивления, а также напряжения в режиме осциллографа.

Простым методом измерения тока в электрической цепи является способ измерение падения напряжения на резисторе, соединенным последовательно с нагрузкой. Но при протекании тока через это сопротивление, на нем генерируется ненужная мощность в виде тепла, поэтому его необходимо выбрать минимально возможной величиной, что ощутимо усиливает полезный сигнал. Следует добавить, что рассмотренные ниже схемы позволяют отлично измерять не только постоянный, но и импульсный ток, правда, с некоторым искажением, определяемый полосой пропускания усилительных компонентов.

Устройство используется для измерения температуры и относительной влажности воздуха. В качестве первичного преобразователя взят датчик влажности и температуры DHT-11. Самодельный измерительный прибор можно использовать в складских и жилых помещениях для мониторинга температуры и влажности, при условии, что не требуется высокая точность результатов измерений.

В основном для измерения температуры применяются температурные датчики. Они имеют различные параметры, стоимость и формы исполнения. Но у них имеется один большой минус, ограничивающий практику их использования в некоторых местах с большой температурой среды объекта измерения с температурой выше +125 градусов по Цельсию. В этих случаях намного выгоднее использовать термопары.

Схема межвиткового тестора и его работа довольна проста и доступна для сборки даже начинающими электронщиками. Благодаря этому прибору сможно проверить практически любые трансформаторы, генераторы, дроссели и катушеки индуктивности номиналом от 200 мкГн до 2 Гн. Индикатор способен определить не только целостность исследуемой обмотки, но и отлично выявляет межвитковое замыкание, а кроме того им можно проверить p-n переходы у кремниевых полупроводниковых диодов.

Для измерения такой электротехнической величины, как сопротивление используется измерительный прибор называемый Омметр. Приборы, измеряющие только одно сопротивление, в радиолюбительской практике используются достаточно редко. Основная масса пользуется типовым мультиметров в режиме измерения сопротивления. В рамках данной темы рассмотрим простую схему Омметра из журнала Радио и еще более простую на плате Arduino.

Приборы, у которых отсчет измеряемой емкости конденсатора производится по шкале стрелочного измерителя, называют фарадометрами или микрофарадометрами. Конденсаторный микрофарадометр, описанный ниже, отличается широким диапазоном измеряемых емкостей, простотой схемы и налаживания.

Принцип действия микрофарадометра основан на измерении среднего значения силы разрядного тока измеряемого конденсатора, периодически перезаряжаемого с частотой F . На рис. 1 приведена упрощенная схема измерительной части прибора, питаемого импульсным напряжением прямоугольной формы, поступающим от генератора импульсов Г. При наличии напряжения

Рис. 1. Упрощенная схема измерительной части прибора

U имп на выходе генератора через диод Д1 происходит быстрый заряд конденсатора С х. Параметры схемы выбираются таким образом, что время заряда конденсатора значительно меньше длительности импульса t и, поэтому конденсатор С х успевает зарядиться полностью до напряжения U имп еще до окончания действия последнего. В интервале времени t и между импульсами конденсатор разряжается через внутреннее сопротивление генератора R г и микроамперметр μА1, измеряющий среднее значение силы разрядного тока. Постоянная времени разрядной цепи конденсатора С х значительно меньше времени паузы t п , поэтому конденсатор практически полностью успевает разрядиться за время перерыва между импульсами, частота которых

Таким образом, в установившемся режиме количество электричества, накопленное конденсатором С х за один период и отдаваемое им при разряде, Q = С х U имп . При частоте следования импульсов F среднее значение силы тока, проходящего через микроамперметр при периодических разрядах конденсатора С х , равно:

I и = QF = С х U имп F , откуда

Из полученной формулы следует, что измеряемая емкость конденсатора С х пропорциональна силе разрядного тока и, следовательно, при стабильных значениях U имп и F стрелочный измеритель μА1 можно снабдить равномерной шкалой, проградуированной в значениях С х (практически используют имеющуюся линейную шкалу микроамперметра магнитоэлектрической системы).

На рис. 2 приведена принципиальная схема микрофарадометра, который позволяет измерять емкости конденсаторов примерно от 5 до 100 000 пФ на шкалах: 0-100; 0-1000; 0-10 000 и 0-100 000 пФ. Отсчет величины измеряемой емкости производится непосредственно по имеющейся шкале микроамперметра, что позволяет быстро и достаточно точно производить измерение. В качестве источника питания микрофарадомет-ра используется аккумулятор 7Д-0,1 или батарея «Крона». На шкале 0-100 пФ ток значительно меньше и сила его не превышает 4 мА. Погрешность измерения не более 5-7% от верхнего предела шкалы.

Заряд конденсатора С х осуществляется прямоугольными импульсами напряжения, создаваемыми несим-

метричным мультивибратором, смонтированным на транзисторах T1, Т2 с различной проводимостью. Мультивибратор генерирует периодическую последовательность прямоугольных импульсов напряжения с большой скважностью. Скачкообразное изменение частоты по-

Рис. 2. Принципиальная схема микрофарадометра

вторения импульсов производится секцией В1а переключателя В1, включающего в цепь положительной обратной связи один из конденсаторов С1- С4 плавное — переменным резистором R3. Этим же переключателем производится переход с одного предела измерения на другой.

Прямоугольные импульсы напряжения, выделяемые на резисторе R1, через контакты 1-2 кнопки В2 и диод Д1 заряжают один из образцовых конденсаторов С5 — С8 или измеряемый конденсатор С х (при нажатой кнопке В2). В промежутках между импульсами один из указанных конденсаторов (в зависимости от предела измерения и положения кнопки В2) разряжается через резисторы R1, R5 и микроамперметр μА1. Диод Д1 на показания микроамперметра не влияет, так как его обратное сопротивление значительно больше сопротивления цепи измерителя (R п + R5 ). Конденсаторы С5 — С8 предназначены для калибровки прибора и должны быть подобраны возможно точнее, с отклонением от номинала не более чем на ±2%.

В конструкции применены малогабаритные резисторы ВС = 0,125, конденсаторы КСО, СГМ, КБГИ. Пере

Рис. 3. Передняя панель прибора

менный резистор R3 типа СП-1. Переключатель В1 галетного типа на 4 положения и 2 направления. Микроамперметр — магнитоэлектрической системы на 50 мкА.

Один из вариантов расположения органов управления на передней панели приведен на рис. 3. Габариты конструкции определяются размерами микроамперметра и переключателя В1 и поэтому не приводятся. В случае необходимости прибор можно питать от сети переменного тока с помощью стабилизированного выпрямителя, обеспечивающего на выходе напряжение 9 В при силе тока нагрузки не менее 10 мА. Выпрямитель в этом случае целесообразно расположить в корпусе прибора.

Шкала измерителя емкости, как уже указывалось, практически линейна, поэтому нет необходимости наносить на имеющуюся шкалу микроамперметра специальные метки между нулем и последним делением. Шкала

микроамперметра, имеющая, например, оцифрованные отметки 0, 20, 40… 1000 мкА, верна на любом пределе измерения емкости конденсаторов. Изменяется только цена деления. Так на пределах 0-100; 0-1000; 0-10 000 и 0-100 000 показания микроамперметра надо соответственно умножать на 1; 10; 10 2 и 10 3 . Если шкала микроамперметра имеет всего 50 делений, то показания микроамперметра, в зависимости от указанных пределов измерения надо умножать на 2; 2 10; 2 10 2 ; 2 10 3

Налаживание прибора обычно каких-либо затруднений не вызывает, если он собран из заведомо исправных деталей и при монтаже не допущено ошибок. О работе мультивибратора можно судить по шкале микроамперметра, показания которого должны изменяться при изменении положения движка переменного резистора R3 на любом из четырех пределов измерения.

Установив переключатель В1 в положение 1 (шкала 0-100 пФ), переменным резистором R3 добиваются отклонения стрелки микроамперметра на всю шкалу. Если этого получить не удается, движок резистора R3 устанавливают в среднее положение и подбирают величину емкости конденсатора С1 . Более точно стрелку на конец шкалы устанавливают резистором R3 . После этого переключатель В1 переводят в положение 2 (шкала 0-1000 пФ) и, не трогая резистор R3 , подбирают емкость конденсатора С2 так, чтобы стрелка микроамперметра находилась вблизи конца шкалы. Аналогично уточняют значение емкости конденсаторов СЗ и С4 в положениях 3 и 4 переключателя В1 (на шкалах 0-10 000 и 0-100 000 пФ).

На этом налаживание прибора заканчивается. Порядок измерения емкости конденсаторов следующий. Подключив конденсатор С х к гнездам Гн1 , выключателем В3 включают прибор и переключателем В1 устанавливают нужный предел измерения. Затем резистором R3 стрелку микроамперметра устанавливают на последнее деление шкалы и, нажимая кнопку В2 , производят отсчет измеряемой емкости по шкале с учетом цены ее деления. Если при нажатой кнопке стрелка микроамперметра зашкаливает, переключатель В1 переводят на более высокий предел измерения и повторяют измерения. Если же стрелка устанавливается в самом начале

шкалы, переключатель переводят на более низкий предел измерения.

В заключение укажем, что минимальное значение емкости, измеряемой на шкале 0-100 пФ, зависит от начальной емкости между гнездами Гн1 , которую при монтаже следует свести к минимуму. Перед подключением конденсатора к прибору следует убедиться в отсутствии в нем пробоя, так как последний может привести к повреждению микроамперметра и диода. Если порядок измеряемой емкости неизвестен, процесс измерения следует начинать с наиболее высокого предела измерения (0-100 000 пФ).

При желании повысить точность измерения можно увеличить число пределов (шкал). Для этого надо использовать переключатель В1 с большим числом положений (равным числу пределов), установить новые образцовые конденсаторы, емкости которых должны соответствовать верхнему значению выбранных пределов измерения, а также подобрать номиналы конденсаторов (вместо C1-С4 ), определяющих частоту следования импульсов напряжения мультивибратора.

«Взвешиваем КПЕ» (самодельный конденсатор) | NiceTV

РадиоМир 2005 №2

Эта статья — пример того, как не устраивающую по каким-либо параметрам самоделку можно с успехом применить в другой области. Экспериментировал я как-то с самодельным КПЕ. Необходимо было при небольших размерах получить максимальную ёмкость 30…40 пФ. Статор КПЕ состоял из двух вытравленных на печатной плате пластинок размерами 20×25 мм, а ротор представлял собой пластинку из фольгированного стеклотекстолита размерами 20×50 мм. Ёмкость такого КПЕ регулировалась изменением расстояния между статором и ротором. Измерение ёмкости проводилось обычным балансным мостом. Начальная ёмкость между пластинами статора составила менее 3 пФ (одна пластина соединялась с общим проводом, другая — с «горячим» концом катушки генератора). Таким образом, не требуется контакта с подвижным ротором, но ценой уменьшения ёмкости КПЕ вдвое. Начальная ёмкость КПЕ меня вполне устраивала, а вот максимальная составляла всего лишь 10…15 пФ, даже когда ротор полностью ложился на статоры, покрытые тонкой бумагой. Уменьшение толщины бумажной прокладки позволило немного увеличить максимальную ёмкость КПЕ, но не решило проблемы. Сменил бумагу на тонкую полиэтиленовую плёнку — ёмкость увеличилась до 18…20 пФ, однако и этого мне было мало. При измерениях обнаружилось, что полиэтиленовая пленка пружинит. Придавив ротор к статору достаточно сильно, я получил максимальную ёмкость 80 пФ! Получилось, что изменяя нажим на ротор, можно изменять ёмкость, но это требует специального винтового прижима, возможна деформация платы при перестройке КПЕ. Однако, укладывая на ротор в качестве прижима различные предметы, я заметил, что каждому предмету (его массе) соответствует своя ёмкость КПЕ. Необходимо лишь добиться механической стабильности конструкции и создать градуировочную (переводную) таблицу величины ёмкости в массу «взвешиваемых» предметов. Ёмкость можно измерять точным цифровым измерителем.


Конструкция конденсатора

Другая «профессия» предлагаемого КПЕ — датчик давления. При определённой нагрузке на ротор КПЕ получается соответствующая этой нагрузке ёмкость. При изготовлении деталей датчика главное внимание нужно уделить получению одинаковой формы и площади обеих пластин статора. Ротор должен перекрывать их симметрично, приходя каждый раз в одно и то же место, не смещаясь в стороны. Как статор, так и ротор не должны содержать неровностей и заусенцев. Лучше всего их отполировать. Для защиты от окисления можно покрыть обкладки конденсаторного датчика каким-либо «нестареющим» металлом.

 

В.БЕСЕДИН, г.Тюмень.

Проходной конденсатор — больше чем просто конденсатор!


Проходной конденсатор — больше чем просто конденсатор!

  В самодельных СВЧ схемах очень большое значение имеют монтажные емкости и индуктивности, а так-же паразитные связи. Свести их к минимуму позволяет простой прием. В своих схемах я использую укороченные конденсаторы КПК. После его разборки и сошлифовывания лишней керамики (до границ внешней обкладки), без резьбовой части он становится компактным. Но главное при этом то, что конденсатор практически избавляется от индуктивностей выводов. Схема разделяется на две зоны — в.ч. отсек с оптимальным расположением деталей над платой, и н.ч. отсек, где совсем нет в.ч. токов и напряжений, под ней. После разметки, сверлом М3 выполняются отверстия под проходные конденсаторы, куда они и впаиваются с минимальным (только для пайки обкладки) выступом над платой. А на них, как на контактные точки, распаивается в.ч. счасть схемы. Проходники в этом случае играют роль опорных конденсаторов без индуктивностей выводов! Цепи же смещения, питания, стабилизации, регулировки режимов вынесены из в.ч. отсека и не добавляют свои паразитные емкости и связи, что увеличивает устойчивость работы схемы. С применением такого навесного монтажа, легко собираются схемы диапазона 2,5 ГГц. Стеклотекстолит удобно использовать 1,5 мм. Он легко режется ножницами и подгоняется на наждачной бумаге. Обернув такую плату луженной жестью и пропаяв по периметру с двух сторон, получим жесткую коробочку. Припаиваем крышки и герметичный СВЧ блок готов! Для ускорения процесса обрезания конденсаторов можно скалывать керамику кусочками в направлении изнутри трубочки, а потом подравнять торцы на наждачной бумаге. Я брал конденсаторы на 3300 пФ. Ежели конденсатор “сам” укоротится больше, чем вам хотелось, — не отчаивайтесь, даже 1000 пФ на СВЧ более чем достаточно!

Шустиков Е. Г.
UO5OHX ex RO5OWG

Источник: shems.h2.ru

Как сделать электролитические конденсаторы в домашних условиях

Самодельный электролитический конденсатор — это конденсатор, в котором диэлектрик очень, очень тонкий слой оксида алюминия (см. диаграмму справа). Фактически, несмотря на то, что отрицательная пластина обозначена как серый металл полоса, электролит является проводящим и действительно считается частью отрицательная пластина тоже.Поскольку диэлектрик очень тонкий, емкость относительно высокий, от 60 до 500 мкФ. По крайней мере, это высоко по сравнению с большинством самодельных конденсаторов, в которых используются только бумажные, пластиковые или стенки банки как диэлектрик, 600 пикофарад. Сравнение что более наглядно:

  • 500 мкФ = 0,0005 фарад для самодельного электролитического конденсатора
  • 600 пикофарад = 0,0000000006 фарад на нормальный самодельный конденсатор

Обратите внимание, что они хороши для научных проектов и экспериментов, но не очень стабильно.Если дать им немного посидеть, диэлектрик слой деформируется и изменится при следующем использовании.


60 мкФ простой электролитический конденсатор.
Спиральный электролитический конденсатор емкостью 500 мкФ.

Приготовление электролита

Для приготовления электролита вам понадобятся (см. Также фото ниже):

  • сода пищевая или бура,
  • вода дистиллированная,
  • емкость для смешивания (e.грамм. стакан),
  • приспособление для перемешивания (например, ложка).

Пищевую соду можно найти в разделе выпечки любого продуктовый / продуктовый магазин. Буру можно найти в разделе товаров для стирки. продуктовых магазинов по крайней мере в Северной Америке. Вода должна быть дистиллированной. воды. Я не пробовал воду из-под крана, но знаю человека, который пробовал и не пробовал преуспевать. Когда он перешел на дистиллированную воду, все заработало.

Чтобы смешать электролит, наполните емкость дистиллированной водой.Положить как столько, сколько вы думаете, вам понадобится для конденсатора, больше, если это поможет сделать это. Положите одну чайную ложку пищевой соды или буры. в воду. Перемешивайте, пока он не растворится, т.е. вы не увидите только воду. Повторение несколько раз, пока он не перестанет растворяться. Даже это может быть больше, чем есть нужный. Я кладу примерно 3 или 4 чайных ложки примерно на 1 стакан / 250 мл воды.

Состав для приготовления электролита.

Простые тарелки в таре.

Листы спирально-катаные в таре.

Подготовка пластин

Я сделал два разных электролитических конденсатора. Первый был простой один просто чтобы проверить, работает ли он, а второй был спиралевидным один с большей емкостью.

Тарелки простые в таре

Тот, что на первом фото справа, самый простой и состоит из всего двух алюминиевых пластин в стакане, заполненном электролитом.Его емкость составляет около 60 мкФ. Я использовал и кухонную алюминиевую фольгу, и алюминиевую фольгу из банки с содовой. и оба работали нормально. Емкость может быть сделана из чего угодно.

Обратите внимание, что я разрезал алюминий так, чтобы деталь выступала из электролит для электрического контакта. Я также пометил один положительный и один отрицательный, поскольку электролитические конденсаторы поляризованы, то есть они всегда должны быть подключены одинаково.

Важно, чтобы на алюминии для начала ничего не было. Для фольги все, что вы можете сделать, это взять его прямо с рулона, разрезать и положить в контейнер с минимальным обращением. За алюминиевую банку с газировкой вы необходимо отшлифовать всю краску, а также отшлифовать другую сторону, так как она также имеет покрытие на нем. Затем тщательно очистите его с помощью средства для мытья посуды и горячей водой, а затем тщательно промойте (я промыла его водой из-под крана).

Спиральные пластины электролитического конденсатора

Тот, что на втором фото справа, сделан из длинных полосок алюминий для пластин, которые были свернуты в спираль так, чтобы он не занимает так много места на столе.Емкость около 500 микрофарад.

На схеме ниже показано, как расположены слои.

Вид спиральных слоев сверху / изнутри

Бумажное полотенце используется для сохранения положительного и отрицательного алюминия. пластины из фольги разделяются, но пропускают электричество это, так как он пропитан электролитом. Помните, что оксид алюминия изоляционный диэлектрик; все остальное — дирижер.

Ниже представлены фото строительства. Первым шагом было разрезать два длинных Г-образные кусочки алюминиевой фольги. На первом фото показаны эти два кусочки выкладываем поверх целого листа алюминиевой фольги. Уведомление концы L, называемые на фото выступами.

Нарезанные Г-образные детали.

Далее, как вы можете видеть на 1-м фото ниже, лист бумажного полотенца был уложен на лист алюминиевой фольги и На него заливали электролит так, чтобы он пропитался электролитом.Затем один из L-образных кусочков алюминиевой фольги был уложен на один сторона смоченного бумажного полотенца.

На 2-м и 3-м фото вы можете увидеть, как я сложил другую сторону смоченное бумажное полотенце на кусок алюминиевой фольги.

Фольга на пропитанном бумажном полотенце.
Складывание бумажного полотенца.
А теперь в сложенном виде.

На первом фото ниже вы можете увидеть еще один лист бумажного полотенца. затем положил сверху, а затем другую алюминиевую деталь во 2-м Фото. На третьем фото показано, как затем складывали бумажное полотенце. алюминиевые детали, а также пропитанные электролитом.

Еще одно бумажное полотенце.
Другой кусок фольги.
Сложенное и пропитывающее бумажное полотенце.

Наконец, как показано ниже, все это было свернуто и закреплено стяжными ремнями. Затем его поместили в контейнер и залили электролит, чтобы восполнить для всего, что может испариться. Выполнено!

Прокат.
Ремешки для галстука.
В емкости с большим количеством электролита.

Формирование слоя оксида алюминия

Последний этап называется «формованием», и на нем слой оксида алюминия формируется на положительной пластине. Он состоит из подключения конденсатора к источнику питания и приложив напряжение выше, чем напряжение, при котором вы будете использовать этот конденсатор.Поскольку это электролитический конденсатор, он поляризован. Одна тарелка всегда положительная, а другая всегда отрицательный. Полярность, которую вы использовали во время формования, — это полярность. вы будете использовать, когда конденсатор включен в цепь.

На фотографиях ниже я использую адаптер постоянного тока на 9 В для формовки. Измеритель находится на шкале ампер. Когда начинается формирование, текущая высокий, но сразу же начинает падать. Сначала текущий быстро падает, но постепенно замедляется.Когда ток упал довольно низкий и больше не сильно меняется, остановите формирование. Ваш конденсатор готов.

Образование оксида на простом конденсаторе.
Образование оксида на спиральном конденсаторе.

Демонстрации

А вот несколько демонстрационных фотографий их использования.

Простой конденсатор в цепи, заставляющей мигать лампочки.
Спиральный конденсатор сбрасывает заряд через лампочку.

Видео — Как сделать электролитические конденсаторы

Пошаговое видео о том, как сделать простой электролитический конденсатор, вместе с демонстрацией его в схеме, которая делает свет мигает и гаснет.

Видео — Как сделать электролитический конденсатор большой емкости

Пошаговое видео о том, как сделать спиральный электролитический конденсатор, а также несколько демонстраций его зарядки, а затем разряжая его через различные нагрузки.

Сделайте свои собственные высоковольтные конденсаторы

Создайте конденсаторы, которые действительно обладают мощью для удовольствия от высокого напряжения!

Как тот, кто поставляет запчасти тем, кто экспериментирует с высоким напряжением, я получаю много писем и телефонных звонков от разочарованных строителей типа: «Можете ли вы поставить недорогой конденсатор на ХХХ микрофарад с рабочим напряжением ГГГ? Мой единственный источник хочет 249 долларов за штуку.«Иногда высокая цена оправдана; в других случаях у продавца есть только конденсаторы особой стоимости, и он купит вас за максимальную сумму.

Возможно создание собственных конденсаторов любого напряжения и емкости для хранения энергии как для переменного, так и для постоянного тока. Этот процесс включает в себя пошаговый логический подход, который мы представим здесь. Мы объясним, как спроектировать и сконструировать конденсатор, где взять материалы, соображения безопасности, советы и подсказки, а также включим несколько простых проектов.

Описание конденсатора

Конденсатор состоит из двух или более пластин из проводящего материала, разделенных изолирующим веществом, называемым диэлектриком. Диэлектрик может быть твердым, гелевым, жидким или газообразным. Способность конденсатора накапливать энергию измеряется в микрофарадах (мкФ), нанофарадах (нФ) или пикофарадах (пФ). Микро означает одну миллионную, нано — одну миллиардную, а пико — одну триллионную (также используются фарады, но при работе с высоким напряжением они являются непрактично большими единицами).На емкость влияют несколько факторов. Формула для определения емкости:

C = (0,224KA / сут) (n-1)

где C — емкость в пикофарадах, K — постоянная, которая зависит от изолятора (или диэлектрика) между пластинами (называемая диэлектрической проницаемостью), A — площадь одной проводящей пластины в квадратных дюймах, d — расстояние между соседними пластинами. тарелок в дюймах, а n — количество тарелок. Как известно, разные изоляторы имеют разную диэлектрическую проницаемость.В таблице 1 показаны значения K для некоторых распространенных материалов и пиковое напряжение, которое они могут выдерживать на 1/1000 дюйма (называемого милом) толщины. Это значение называется напряжением пробоя или пробоя.

ВНИМАНИЕ !! Эта статья касается и затрагивает предмет и использование материалов и веществ, которые могут быть опасными для здоровья и жизни. Не пытайтесь реализовать или использовать информацию, содержащуюся здесь, если у вас нет опыта и знаний в отношении такого предмета, материалов и веществ.Ни издатель, ни автор не делают никаких заявлений относительно полноты или точности информации, содержащейся в данном документе, и отказываются от какой-либо ответственности за ущерб или травмы, вызванные или возникшие в результате отсутствия полноты, неточности информации, неправильного толкования указаний. , неправильное использование информации или иное.

Таблица 1 — Диэлектрические постоянные и напряжения пробоя

Изолятор Диэлектрическая
Константа

Напряжение прокола
на 0.001 дюйм

Банкноты
Воздух 1,0 30 1
Оконное стекло 7,8 200
Полиэтилен 2,3 450
Бумага (высокосортная) 3,0 200
Поликарбонат (Lexan) 2.96 400
Тефлон 2,1 1000
Полистирол 2,6 500
Монтажная плата из эпоксидной смолы 5,2 700 2, 3
Pyrex 4,8 335
Оргстекло 2.8 450
ПВХ (жесткая лента) 2,95 725
Силикон RTV 3,6 550
Полиэтилентерфталат (майлар) 3,0 7500
Нейлон 3,2 407 4
Минеральное масло, Squibb 2.7 200 2, 5
Шеллак 3,3 200
Примечания: Все измерения на частоте 1 МГц, если не указано иное.
1 Проверено сухим воздухом.
2 Протестировано при 300 Гц с использованием мультиметра Healthkit IM-2320 и самодельного конденсатора.
3 Оценка без опыта.
4 Наименьшее значение из 3-х типов
5 Оценка. Наверное, выше.Зазор 0,040 дюйма выдерживал напряжение более 10 000 вольт постоянного тока перед пробоем в одном испытании.

Диэлектрики

Чем лучше изолирующие свойства диэлектрика, тем выше его сопротивление и тем меньше потери на утечку диэлектрика. В источниках питания низкого тока и высокого напряжения сведение к минимуму всех источников потерь важно для предотвращения чрезмерной нагрузки источника питания. По этой причине пластик — лучший материал для конденсаторов большой емкости. В серьезном проекте должен быть задействован один из пластиков.

В частности, лексан

, полистирол и оргстекло легко склеиваются, и его можно разрезать настольной пилой с использованием пластикового лезвия или универсального режущего лезвия, пропитанного карборундом, например, Zippity-Do (что дешевле). Также подойдет сабельная пила с очень грубым полотном по дереву (другие типы лезвий забиваются или сколы). Такие пластмассы можно просверлить с помощью сверл из высококачественной стали или специальных пластмассовых сверл. Их необходимо сверлить со скоростью 300 об / мин или медленнее, чтобы предотвратить скалывание и плавление, и обязательно оставляйте защитную пленку или бумагу на пластике при работе с ним.

С майларом, полиэтиленом, нейлоном и особенно тефлоном трудно работать, так как они очень скользкие. Лучший способ прикрепить пластины к любому из этих материалов — использовать клей, специально разработанный для этого материала. Поливинилхлорид (или просто ПВХ) в меру скользкий. Его можно приклеить с помощью ПВХ-клея или прикрепить пластины из фольги с помощью силикона RTV.

Стекло в принципе является еще лучшим диэлектриком. Он также имеет то преимущество, что его легко приклеить с помощью силикона RTV или Krazy Glue , он легко доступен и дешев.Однако он хрупкий и может содержать примеси, которые создают токопроводящие пути для разрушающих дуг. Напротив, для ваших первых конденсаторов или двух мы предлагаем вам попробовать тип, сделанный из стекла, чтобы получить опыт, поскольку они легко сочетаются друг с другом и дешевы.

Многие промышленные конденсаторы заполнены маслом. Масло обладает чрезвычайно высоким сопротивлением, поэтому утечка незначительно увеличивается. Силиконовое трансформаторное масло — лучший жидкий изолятор, но его довольно сложно получить. С другой стороны, минеральное масло можно купить в большинстве аптек.Несмотря на то, что он имеет низкую диэлектрическую проницаемость, его можно использовать множеством простых способов для изготовления очень хороших высоковольтных конденсаторов.

Например, модный переменный конденсатор постоянного тока можно сделать, погрузив ненужный настроечный конденсатор AM-радио с подвижной пластиной в минеральное масло так, чтобы его вал и соединительные провода выходили из верхней части контейнера. Если вы хотите попробовать эту идею, убедитесь, что «холодные» пластины конденсатора (движущиеся пластины) имеют потенциал земли. Для регулировки используйте хорошую большую неметаллическую ручку.Переменный конденсатор от 100 до 365 пФ с пробивным напряжением 1 кВ постоянного тока (, т. Е. , расстояние между пластинами 1 мм) превращается в блок от 270 до 985 пФ с номиналом пробоя 7500 В постоянного тока. Попробуйте когда-нибудь оценить переменный конденсатор на 7500 вольт, и вы увидите преимущества этого подхода!

Минеральное масло можно использовать и в собственных конструкциях. Погружение самодельного конденсатора в минеральное масло значительно увеличит его номинальное напряжение и срок службы.

Бумага является отличным диэлектриком при насыщении минеральным маслом.Попробуйте 20 фунтов. высокосортная компьютерная бумага толщиной 4 мил. Подготовьте этот недорогой конденсатор, чередуя слои сухой бумаги с алюминиевой фольгой, а затем погрузите конденсатор в масло, пока бумага не пропитается.

Одним из недостатков использования масла в самодельных конденсаторах является то, что лента или клей, используемые для соединения сборки, должны быть маслостойкими. Силиконовый RTV — лучший клей для этих целей.

Рекомендации по проектированию

При проектировании и изготовлении собственного конденсатора следует учитывать несколько моментов.Давайте укажем на каждый из них, прежде чем переходить к деталям конструкции. Первое и самое важное, о чем нужно беспокоиться, — это безопасность. Несмотря на всю романтику высокого напряжения, бессмысленно рисковать своей жизнью. Поскольку вы, вероятно, будете работать с опасным для жизни напряжением, соблюдение всех правил техники безопасности для высокого напряжения (или ВН) является абсолютно необходимым . Для некоторых рекомендаций см. Текст в рамке, озаглавленный «Безопасность при работе с высоким напряжением».

Следующий аспект, который следует учитывать, — это емкость.Если у вас есть конкретная емкость, вы можете спроектировать конденсатор, используя информацию, предоставленную в другом месте в этой статье. Попробуйте один из вариантов дизайна, описанных ниже. Или, возможно, вы предпочитаете экспериментировать. В любом случае, когда вы строите впервые, мы рекомендуем сначала сделать небольшой дизайн, чтобы привыкнуть к методам и причудам, прежде чем вы вкладываете много времени и денег.

Безопасность при высоком напряжении

Под высоким напряжением считается любое значение, превышающее 500 вольт переменного или постоянного тока. Когда вы подключаете конденсатор к высокому напряжению, вы многократно увеличиваете его опасность.Следовательно, экспериментаторы должны принять дополнительные меры предосторожности, чтобы избежать болезненных ударов и возможного поражения электрическим током. Вот несколько рекомендаций, которым следует следовать при работе с высоким напряжением:

  • Пометьте свой проект в нескольких местах надписью «Опасно, высокое напряжение», где это необходимо. Здесь имеется предупреждающая этикетка, которую вы можете скопировать (см. Рис. A). Не подпускайте детей, домашних животных и любителей любопытства к прибору. Закройте все оголенные провода, провода, соединительные клеммы и возможные точки контакта высоковольтной замазкой или крышкой из толстого прозрачного пластика.
  • Работа в сухом месте. Работа в сыром подвале или мастерской ведет к катастрофе. Носите ботинки или кроссовки на резиновой подошве. Встаньте на толстый резиновый коврик. Рис. A. Любопытство может навредить не только кошачьим, поэтому используйте эту предупреждающую табличку на всех своих проектах с высоким напряжением, чтобы защитить неосторожных от вреда.
  • Никогда не позволяйте своему телу стать дирижером. Размещайте устройство подальше от приборов, металлических дверей и оконных рам, отопительных каналов, вентиляционных отверстий, радиаторов, раковин или водопроводных труб.Все эти предметы могут стать смертельной землей, если ваше тело окажется между ними и высоким напряжением.
  • При работе с высоковольтной цепью всегда тяните за вилку, если только вы не должны проверить это. При тестировании цепи под напряжением соблюдайте максимальную осторожность. Держите одну руку в кармане. Используйте зажимные измерительные провода, номинальное напряжение которых в два раза превышает напряжение цепи под напряжением. По возможности используйте высоковольтный зонд — его изолирующая ручка защитит вас.
  • Используйте неоновые лампы NE-2 для индикации высокого напряжения под напряжением или накопления.Перед выполнением регулировок сбросьте заряд конденсаторов с помощью силового резистора.
  • Должна быть предусмотрена соответствующая вентиляция для контуров, производящих большое количество озона, таких как лестницы Иакова или катушки Тесла.

Также необходимо учитывать напряжение, которое будет приложено к конденсатору. Это повлияет на ваш выбор диэлектрика и, следовательно, на его требуемую толщину. Использование диэлектрика несоответствующей толщины или толщины может привести к искрам или дуге.Искра — это временный пробой, который выдерживают многие конденсаторы, но дуга серьезна: это путь, прожигающий диэлектрик или другой компонент. Дуга обугливает материалы, образуя канал с высокой проводимостью, который часто делает прибор бесполезным и, скорее всего, опасным. За исключением особых случаев, когда изолятор является самовосстанавливающимся (например, воздух, масло и некоторые пластмассы), одиночная дуга разрушит конденсатор.

Чтобы компенсировать примеси, которые часто появляются в материалах, которые не являются высокоочищенными для использования в конденсаторах, мы должны добавить запас прочности к толщине диэлектрика.В случае с DC хорошим практическим правилом является маржа в 50%. Например, вам нужен конденсатор постоянного тока на 500 В из полистирола. Обращаясь к Таблице 1, обратите внимание, что пробой полистирола составляет 500 вольт на мил, поэтому требуется 1 мил. Добавление 50% дает 1,5 мил, что достаточно для чистого постоянного тока. Вы всегда можете использовать более толстый диэлектрик, если это целесообразно, при условии, что вы отрегулируете количество пластин или их размер, чтобы обеспечить более широкое расстояние между пластинами. Следует отметить, что при изготовлении бумажного конденсатора следует использовать нормальный запас прочности, поскольку бумага не всегда бывает однородной по толщине.

По сравнению с переменным током, постоянный ток оказывает относительно небольшую нагрузку на конденсатор. Напротив, переменный ток меняет полярность диэлектриков каждый цикл. Таким образом, диэлектрик в конденсаторе переменного тока должен иметь в два раза большую толщину, чем требуется в эквивалентном конденсаторе постоянного тока. Кроме того, при рассмотрении диэлектриков в приложениях переменного тока вы должны иметь дело с пиковым напряжением , а не среднеквадратичным напряжением ( среднеквадратичное значение квадрат), которому они будут подвергаться. Если вы хотите преобразовать среднеквадратичное значение напряжения в эквивалентное ему пиковое значение синусоиды, умножьте его на 1.414.

Итак, чтобы приблизительно рассчитать надлежащее номинальное напряжение, необходимое для конденсатора переменного тока, вы сначала удваиваете его требуемое среднеквадратичное значение напряжения, а затем умножаете на 1,414. Чтобы еще больше упростить этот расчет, все, что нужно сделать, это умножить рассматриваемое переменное напряжение (среднеквадратичное) на 2,828. Теперь разделите напряжение на номинальное напряжение прокола, чтобы получить предварительное значение толщины. Наконец, вы должны добавить запас прочности от 50% до 100%. Фактический процент зависит от характеристик приложенного переменного напряжения.Для чисто синусоидального переменного тока мы предлагаем запас прочности 50%, тогда как высокочастотные несинусоидальные приложения, такие как катушки Тесла, требуют полной 100% дополнительной толщины.

Если таковой имеется, оснастите осциллограф высоковольтным пробником, чтобы визуально наблюдать, что именно делает схема, чтобы вы могли определить надлежащий запас прочности. Осциллограф также позволит вам обнаруживать деструктивные скачки напряжения и наложенный переменный ток (также называемый пульсацией переменного тока), чтобы вы могли сконструировать конденсатор для обработки этих вредных скачков.

Конечно, физические размеры, вес и хрупкость также являются важными характеристиками конструкции конденсатора. Если у вас есть ограничения по размеру, майлар — лучший диэлектрический материал для использования, поскольку он имеет очень высокое напряжение прокола на мил, и, таким образом, получается очень компактный конденсатор. Пластмассы легкие, поэтому большинство конденсаторов будут весить менее десяти фунтов. Самый прочный пластик — это лексан, который трудно взломать даже молотком и часто используется для изготовления антивандальных окон. Стекло — худший материал для легкого и прочного конденсатора, и при подъеме оно может даже треснуть под собственным весом.Учитывайте все это при выборе материалов.

Конечно, перед изготовлением конденсатора следует также учитывать общие затраты на рабочую силу и материалы. Заранее рассчитайте стоимость ваших материалов. Бумага и полиэтилен самые дешевые. Стекло — следующая более высокая цена. Время работы примерно такое же с конденсаторами из оргстекла, лексана и листового стекла. Экзотические пластмассы, такие как тефлон, не нужны, если только ваше приложение не требует экстремальной стойкости к химическому и термическому износу.Полиэтилен обладает превосходной химической стойкостью, но постепенно разрушается под воздействием газообразного озона (всегда присутствующего при высоком напряжении), становясь хрупким и менее устойчивым к пробоям дуги.

Это подводит нас к другому важному вопросу: сроку службы конденсатора. Чтобы продлить срок службы конденсатора, поддерживайте рабочее напряжение на уровне или ниже номинального значения как для постоянного, так и для переменного тока. Мы обнаружили, что зарядка конденсатора не более чем на 70% от рабочего напряжения привела к поразительному 10-кратному увеличению срока службы одного типа конденсатора промышленного назначения.Кроме того, для конденсаторов постоянного тока следите за перепадами напряжения. Если ваша система имеет большую индуктивность, всегда возникают обратные колебания напряжения. Увеличьте запас прочности, если в цепи много индуктивности. Кроме того, температура должна быть ниже 120 ° F. Как упоминалось ранее, следите за наложением переменного тока, скачками напряжения и звонком. Эти типы волн переменного тока могут значительно сократить срок службы. Катушки Тесла имеют пресловутый звон. Повторюсь: если возможно, используйте осциллограф для визуального анализа вашей схемы.Часто силовой резистор, вставленный на пути тока к конденсатору, гасит звон. С учетом этих критериев, давайте рассмотрим некоторые проблемы, которые должны предотвратить ваши методы проектирования и строительства.

Признаки неисправности

Ваши методы сборки должны быть направлены на минимизацию вероятности нескольких возможных проблем. К счастью, все они могут быть предотвращены, по крайней мере частично, путем использования большого количества изоляционного материала, такого как No-arc или Corona Dope, и / или шпатлевки высокого напряжения на всех открытых участках.Также рекомендуется использовать пластиковый футляр для размещения устройства (подробнее об этом позже).

Тем не менее, вы должны знать, какие проблемы предотвращает изоляция. Первой проблемой, которую устраняет изоляция, является возможность поражения электрическим током.

Изоляция

также сводит к минимуму образование озона — газа, который образуется, когда высокое напряжение заставляет три атома кислорода соединяться вместе. Озон имеет терпкий сладкий «электрический» запах и в 100 раз ядовитее угарного газа. Остерегайтесь: он быстро вызывает головную боль, тошноту, рвоту и респираторное раздражение.Помимо изоляции всех открытых участков высокого напряжения, вам также следует использовать оборудование с хорошей вентиляцией, если оно выделяет озон.

Коронационная утечка тесно связана с образованием озона. Он создается за счет того, что заряд вынимается из сильно заряженного объекта по воздуху. Обычно при этом образуется озон. Однако иногда устройство (например, генератор Ван де Граафа) конструируется специально для отображения коронного разряда, и его изоляция нарушает эту цель. В таких случаях хорошая вентиляция — единственное практическое средство предотвращения опасности.

Озон также может образовываться в результате дуги, которая может возникать где угодно. Однако производство озона — не самая большая опасность возникновения дуги. При напряжении 50 кВ между неизолированным контактом и вашим телом может возникнуть искра, если вы приблизитесь к контакту на расстояние менее 2 дюймов. Дуга обычно принимает две формы: непосредственно через диэлектрик конденсатора (как упоминалось ранее) или через края пластин конденсатора к соседней пластине. Щелчок указывает на наличие дуги, поэтому держите уши открытыми.

Дуга от краев пластины конденсатора или в любом месте, где форма проводника резко меняется (например, кончик гвоздя), называется точечным разрядом. Его легко наблюдать в темной комнате при очень высоких напряжениях. Видны маленькие ярко-синие точки, пропускающие электроны в воздух, сопровождаемые шипением и обильным образованием озона.

Еще раз, изоляция и надлежащая вентиляция являются правильными решениями всех этих проблем, и есть некоторые специальные методы, чтобы изолировать ваши конденсаторы и иным образом повысить безопасность ваших высоковольтных проектов.А теперь перейдем к ним.

Требования к конструкции

Ключевым элементом хорошей сборки является надлежащий корпус. Корпус конденсатора должен защищать его от влаги, грязи и случайного разряда. Пластиковые корпуса для сухих конденсаторов легко изготовить из акриловых листов, приклеенных по всем углам силиконовым герметиком RTV. Маслостойкие корпуса могут быть изготовлены для погруженных моделей, но вам нужно будет обработать пластик на уплотнительных краях наждачной бумагой и использовать как склеивающее, так и второе клеевое покрытие галтеля для водонепроницаемого уплотнения.Металлические корпуса можно сделать из печатных плат, вырезанных на ножницах или большом резаке для бумаги и припаянных по краям. Также хорошо подойдет медная кровля (продается в строительных магазинах). Однако при использовании металла всегда остерегайтесь загрязнения канифолью, припоями и прочей грязью, которая может закоротить пластины или иным образом снизить эффективность.

Вне зависимости от того, закрыт ли конденсатор или открыт, пути разряда должны быть достаточно широкими, чтобы избежать дуги на корпусе, соседних пластинах, клеммах, соединениях или компонентах.Это особенно важно в ситуациях, когда проводники необходимо оставить неизолированными. Обратите внимание, что расстояние от каждой пластины до края диэлектрика должно быть достаточно широким, чтобы искра не «поползла» по краю одной пластины к другой.

Силовые кабели должны выдерживать полное напряжение заряда плюс запас прочности не менее 50%. Анодный провод телевизора, рассчитанный на напряжение до 40 кВ постоянного тока, дает отличные выводы. Виниловые трубки или шланг для воздуха в аквариуме могут быть перемотаны, что приведет к увеличению их номинального напряжения.

Убедитесь, что пластины надежно закреплены, иначе они будут сдвигаться или издавать шумный дребезжащий звук при использовании с переменным током. Приклейте или сожмите сборку, чтобы закрепить ее. Что касается монтажа, имейте в виду, что клеи, высыхающие в результате испарения летучих химикатов, могут не схватиться должным образом, если они «закопаны» внутри сборки вдали от воздуха, и, таким образом, могут стать причиной возгорания.

Свернутые конденсаторы можно надежно удерживать, плотно обернув чередующиеся слои фольги и изолятора вокруг изолирующей оправки, а затем заклеив прозрачной лентой из ПВХ.При необходимости нанесите на концы силикон RTV. Это устранит вспышку торцевой дуги и потерю коронного разряда. В качестве альтернативы, хотя парафин и является несколько хрупким, он (с пробивным напряжением 250 вольт / мил) является отличным изолятором для концов скрученных конденсаторов и краев конденсаторов с плоскими пластинами. Если вы хотите использовать расплавленный парафин, нагревайте воск только в пароварке, так как при слишком высокой температуре он может загореться. Обязательно нанесите несколько слоев, давая воску затвердеть между каждым слоем.Жидкая изолента также обеспечивает отличное уплотнение концов, однако ее довольно сложно найти. Попробуйте заказать этот продукт у дистрибьюторов по почте.

Высоковольтные клеммы для ваших проектов могут быть изготовлены из пластиковых стержней, просверленных для подключения соединительных проводов. Вы можете добавить сверху гайку и болт для удобства. Однако при напряжении более 3000 В постоянного тока этот метод страдает точечным разрядом. Из металлических шариков получаются хорошие выводы. Очистите их металлической щеткой или металлической мочалкой, чтобы удалить неровности. Автор использует поплавки, покрытые алюминиевой фольгой или никелевой печатной краской, рассчитанные на напряжение до 10 кВ постоянного тока.Сначала разрежьте шпульку лезвием бритвы, снимите держатель лески и пружину и снова склейте их эпоксидной смолой.

Кроме того, во время работы содержите все материалы в чистоте, насколько это возможно. Это не только улучшит внешний вид вашей работы, но и предотвратит образование дуги и прожогов из-за загрязнений. Высокое напряжение легко отслеживается по пыли, поверхностным загрязнениям и даже маслу для пальцев (которое содержит соль). Также мы будем называть «секцию» состоящей из двух проводящих пластин с изолирующим диэлектриком между ними.

Мы надеемся, что к настоящему моменту вы хорошо понимаете принципы и методы создания собственных конденсаторов. Не забывая о безопасности, давайте поговорим о том, как создать несколько простых конденсаторов, любой из которых можно модифицировать для вашего приложения.

Конденсатор лейденской банки

Leyden Jars — один из первых типов конденсаторов, который был изобретен почти два с половиной столетия назад. Их разработка была впервые зафиксирована в 1745 году Эвальдом фон Клейстом.В 1746 году Петер ван Мушенбрук из Лейдена, Голландия, продолжил эксперименты с изобретением. Мы можем построить наши собственные модернизированные установки с широкогорлой банкой для майонеза размером в галлон. Стоимость проекта составляет всего около 2 долларов, и он рассчитан как минимум на 10 кВ постоянного тока при 2,5 нФ. Агрегаты, которые мы тестировали при 15 кВ постоянного тока, не вышли из строя; при таком напряжении конденсаторы накопили чуть менее джоуля каждый.

Рис. 1. Классическая лейденская банка — самый старый из известных нам накопительных конденсаторов. Их легко сделать, а стоимость материалов составляет всего около 2 долларов.

Сначала выберите банку без пузырей, трещин или пятен, с горлышком, достаточно большим, чтобы через него можно было легко проскользнуть рукой. Затем тщательно очистите его. Вы будете использовать алюминиевую фольгу внутри и снаружи в качестве токопроводящих пластин (см. Рис. 1). Отрежьте диск из фольги на 1 дюйм больше, чем дно банки. Теперь покройте матовую сторону фольги и внутреннее дно банки тонким ровным слоем резинового клея. Дайте обоим высохнуть в течение 10 минут и прижмите. Гладко с твердым давлением руки. Избегайте лишних морщин.Остальное сделайте изнутри, за исключением верхнего дюйма бутылки, используя три или четыре куска фольги. (Легче всего делать пластину частями, а не сразу, поскольку резиновый клей «схватывается» и трудно перемещать фольгу после того, как контакт был установлен.) Теперь сделайте внешнюю пластину из фольги по частям, оставив верхний дюйм голый. Проверьте фольгу с помощью прибора для проверки целостности цепи, чтобы определить, находятся ли детали в хорошем электрическом контакте. Неконтактные участки фольги можно перекрыть полосами фольги или никелевой краской.

Для верхней крышки вырежьте два диска из прозрачного пластика, один немного меньше обода, а другой на ¼ дюйма больше обода. Склейте две части вместе, чтобы получилась заглушка. Просверлите отверстие диаметром ¼ дюйма в центре заглушки. Вырежьте и вставьте в это отверстие металлический стержень или трубку ¼ дюйма (внешний диаметр). К его вершине прикрепите шарик, а к низу припаяйте проволочную или мелкозвенную цепочку. Проволока должна иметь хороший электрический контакт с фольгой. Дайте сборке высохнуть в течение дня с снятой крышкой, чтобы пары резинового клея развеялись, затем закрепите крышку с помощью силикона или клея Krazy Krazy .

Конденсатор печатной платы.

Некоторые изящные конденсаторы с низкой индуктивностью могут быть изготовлены из кусков печатной платы с медным эпоксидным покрытием (см. Рис. 2). Для простого двухпластинчатого конденсатора можно использовать один двухсторонний лист. Для нескольких секций используйте одностороннюю доску.

Рис. 2. Для односекционного конденсатора используйте одну двустороннюю печатную плату. Для нескольких секций используйте несколько односторонних досок, скрепленных вместе или скрепленных нейлоновыми винтами.

Чтобы подготовить каждую доску, начните с протравливания 1-дюймовой полосы со всех ее краев.Этот процесс можно упростить, если сначала замаскировать полоску, нанести на неизолированную медь стойкую к травлению краску, удалить малярную ленту, а затем протравить.

Очистите плату после травления и промойте деионизированной или дистиллированной водой. Тщательно просушите секции на воздухе или воспользуйтесь феном. Прикрепите полоски алюминиевой фольги к каждой пластине.

Если вы собираете многосекционный конденсатор, соедините полоски алюминиевой фольги вместе, как показано на рис. 3, и закрепите их с помощью клея или нейлоновых болтов на каждом углу.Нанесите на готовую сборку несколько слоев изоляционного материала или парафина.

Рис. 3. При такой конструкции вы можете складывать столько пластин, сколько хотите, при условии, что к каждому выводу прикреплено равное количество пластин.

Если использовать размеры, показанные на рис. 2, и зазор между пластинами 0,060 дюйма, можно получить емкость 1,94 нФ (1940 пФ) на секцию. При выборе ширины зазора помните, что чем больше расстояние между последовательными пластинами, тем меньше вероятность возникновения дуги.Например, расстояние в 1 дюйм дает вам зазор на 30% больше, чем может прыгнуть искра 20 кВ. Изоляция еще больше увеличит этот запас.

Дизайн сложенных листов

Этот тип практически идентичен конденсатору для нашей печатной платы, но может быть рассчитан на работу со значительно большим напряжением. Вы просто заменяете листовой пластик или стеклянный диэлектрик и приклеиваете алюминиевую фольгу вместо меди для каждой секции (при необходимости см. Чертеж конденсатора печатной платы на рис. 3). В целом, эту конструкцию проще построить, поскольку она не требует травления меди, и вы можете продолжать добавлять секции к исходному прототипу, чтобы увеличить его мощность в соответствии с требованиями будущего.

При сборке большого конденсатора этого типа мы рекомендуем использовать нейлоновые болты по углам, чтобы скрепить все вместе. Перед сборкой необходимо просверлить отверстия под болты и удалить все стружки. Убедитесь, что расстояние между пластинами и краями соответствует напряжению, под которым вы будете воздействовать на конденсатор. Добавьте дополнительный интервал, если вы собираетесь использовать болты по краям.

Осторожно приклейте фольгу к верхней части первой пластины, используя небольшое количество аэрозольного клея, Krazy Glue или силикона RTV.Прижмите его и дайте высохнуть. Фотографический валик для финишной обработки удобен для разглаживания фольги. Повторите процедуру для второго листа, ориентируя язычок соединения фольги в противоположном направлении. Следите за выравниванием пластин и диэлектриков в процессе сборки. Повторите эту процедуру для любого количества разделов. Всегда сохраняйте конечное количество плюсовых и минусовых пластин равным.

Поместите изоляционный лист выше и ниже последней пластины и закрепите узел нейлоновыми болтами. Не затягивайте слишком сильно, иначе центр сборки «прогнется».Наконец, очистите концы очень небольшим количеством изопропилового (медицинского) спирта и вытрите насухо. Нанесите слой силикона RTV по всем краям.

Roll-Up Design

Конденсатор, изображенный на рис. 4, может обеспечить большую емкость при небольшом размере. Их изготовить немного сложнее, чем конденсаторы многослойного типа, поэтому сначала вы можете попробовать несколько небольших прототипов. В дизайне используется многоуровневый подход (как показано), и мы предлагаем использовать только один раздел, поскольку сложно выровнять и обернуть несколько разделов.Напротив, отдельная секция длиной в несколько футов не слишком громоздка.

Рис. 4. Свернутый конденсатор, подобный показанному здесь, может обеспечить наибольшую емкость в минимальном пространстве. Обратите внимание, что размеры на виде сбоку были сильно преувеличены для ясности.

Алюминиевая фольга отлично подходит для этих конденсаторов. Вы обнаружите, что печь / жаровня представляет собой сверхпрочную фольгу, с которой намного проще работать, чем с обычным типом. Полиэтилен и майлар являются наиболее распространенными диэлектриками, но вы можете экспериментировать с другими материалами.

Глядя на рисунок, обратите внимание на ориентацию и форму пластин из фольги (A) и (C). Их можно легко прикрепить к диэлектрику (B) с помощью двустороннего скотча. Обратите внимание также на расстояние между краями. Наружное покрытие из диэлектрика (D) предотвратит «горячий» корпус готового конденсатора, что может быть опасно. Помня об этом, разложите фольгу на гладком листе бумаги, который, в свою очередь, следует разложить на гладкой твердой поверхности, чтобы предотвратить образование складок. Аккуратно соберите четыре слоя, как показано на рисунке.Стремитесь сделать их ровными и гладкими.

Оберните конденсатор «сэндвичем» вокруг непроводящего стержня или катушки — в идеале из пластмассы или стеклянного стержня (будьте осторожны, чтобы не сломать стеклянный стержень). Старайтесь, чтобы рулет был ровным, без комочков и складок. Когда все будет свернуто, закрепите его большим количеством ленты. Для этого автор использует прозрачную упаковочную ленту. Теперь закрепите положительный язычок из фольги (предполагается, что он предназначен для постоянного тока) на оправке с помощью ленты. Наконец, покройте открытые концы изолирующим материалом, например силиконом RTV.

Оставшийся язычок соединения из фольги можно усилить, намотав его на небольшой металлический дюбель. Рекомендуется использовать гвоздь или отрезной кусок ⅛-дюймового прутка для припоя без покрытия. Нанесите клей, чтобы скрепить сборку.

Петлицы из фольги можно укрепить, добавив «ребра» клея из горячего клеевого пистолета. Точно так же язычки можно сделать прочными на разрыв, если нанести горячий клей на место их входа в конденсатор.

Обратите внимание, что большинство проблем с этой конструкцией возникает из-за загрязняющих частиц, которые тонко растягивают диэлектрик в местах, где они захватываются плотно свернутым диэлектриком.Еще одна проблема — недостаточное расстояние между кромками, вызывающее искрение на концах. Тщательное планирование и сборка избавят от обеих головных болей.

Источники

Все типы пластмасс: United States Plastics Corporation, 1390 Neubrecht Lane, Lima, OH, 45801; Тел. 800-537-9724. Компания вносит изменения в каталог и требует минимального заказа. Пишите или звоните, чтобы узнать подробности.

Высоковольтные выпрямители и измерители: MCM Electronics, 858 E. Congress Park Dr., Centerville, OH 45459-4072; Тел.513-434-0031. Бесплатный каталог.

Листовые и формованные металлы, пластмассы и прецизионные инструменты: Small Parts, Inc., PO Box 381966, Miami, FL 33238-9980; Тел. 305-751-0856. Бесплатный каталог.

Информация, техническая помощь, высоковольтные детали и комплекты: Allegro Electronic Systems, 3 Mine Mountain Road, Cornwall Bridge. CT 06754; Тел. 203-672-0123 (с 9:00 до 12:00 по восточному стандартному времени в будние дни). Бесплатный каталог.

Самодельный конденсатор 19 нФ / 10 кВ — PocketMagic

После различных экспериментов с высоким напряжением, необходимость в высоковольтных компонентах стала очевидной.К сожалению, это одни из самых дорогих запчастей.

Итак, я решил попробовать построить некоторые из них сам — в данном случае конденсатор высокого напряжения.
При использовании пластиковой фольги (из различных пакетов для покупок) и алюминиевой фольги требовалось только терпение: разрезать все ножницами и соединить части с помощью скотча.

Я использовал два куска пластиковой пленки размером 30 x 40 см, разрезанных на 3 равные продольные части (10 x 40 см). Несколько полосок из алюминиевой фольги меньшего размера (во избежание выхода дуги), скажем, 7 см x 37 см.

Две пластиковые фольги использовались как одна фольга бегущей строки, и они служили диэлектриком. Проведя несколько первоначальных измерений (что необходимо сделать!), Они показали, что они могут выдерживать 10 кВ без проколов.

Итак, один слой диэлектрика, один из алюминиевой фольги, другой из диэлектрика и так далее, все вместе в этой топологии:

======= (диэлектрик)
——- (A)
======= (диэлектрик)
——- (B)
======= (диэлектрик)
—— — (A)
======= (диэлектрик)
——- (B)
======= (диэлектрик)
——- (A)
======= (диэлектрический )
——- (B)
======= (диэлектрик)

Три А соединены вместе с помощью хорошо изолированного провода, как и Б.Обычно в конце вам нужно подключить один провод конденсатора к А, а другой к В. Я использовал красный — провода высокого напряжения.

Затем сверните все вместе, чтобы минимизировать используемое пространство, и постарайтесь сжать их как можно лучше, так как крошечные воздушные пространства могут повлиять на емкость. Тем не менее, мой самодельный конденсатор имел переменную емкость в зависимости от приложенного к нему давления.

Подробности смотрите в этом видео:

Cheers,
Radu Motisan

Домашний переменный конденсатор


Картон Переменный конденсатор
Самодельный или самодельный

«Картонный» переменный конденсатор, построенный в этой статье, даст емкость в диапазоне около 300 пФ Макс.Увеличение до 7 дюймов приведет к выздоравливайте до 370 пФ.

Построен из легкодоступных материалов, которые можно найти вокруг дома (некоторые в строительном магазине).

Необходимые материалы:

2 куска картона с квадратом 8 дюймов или более

1 кусок картона с квадратом 6 или более.

Небольшое количество алюминиевой фольги

2 коротких куска многожильного провода сечением от 22 до 26, около 8 дюймов или больше.

Небольшое количество изоленты, но практически любая работай.

1 Винт с плоской головкой 6-32 длиной около 3/8 дюйма с гайкой.

1 прозрачная защитная пленка размером 8 1/2 «x 11». Они используются, чтобы положить кусок бумаги, чтобы защитить его, и он уходит в папку с 3 кольцами.

Одна баллончик с контактным клеем в виде спрея. Вы также можете использовать кисть при контакте клей.




«Ротор»
Сделаем ротор (перемещение раздел) первый.


Lay из одного из 8-дюймовых квадратных (или более) кусков картона (с компас) кругом диаметром 6 дюймов и проведите линию по центру.Проделайте небольшую дыру в центр. Вырежьте круг диаметром 6 дюймов.


Крышка Половину круга картона застелить макулатурой или старым картоном. Распылите немного «аэрозольного клея» на незащищенную открытую половину. Вы также можете использовать контактный цемент, нанесенный щеткой, если хотите.


Рукоять на алюминиевой фольге со стороны нанесения клея.Работа с одного край к другому и медленно прорабатывая любые морщинки по ходу движения.


Перевернуть его и срежьте излишки фольги однолезвийным лезвием. Пока не будет похоже на фото ниже.


Лишняя пленка удалена. Также вырезать прочь фольга 3/8 дюйма вокруг центрального отверстия.


Poke отверстие на 3/4 дюйма от центральной точки и примерно на 1/4 дюйма от фольги и вытяните провод насквозь, причем конец провода «зачищен» (изоляция удалена).Прямо как на фото выше.

Поместите кусок электрический кран (или что у вас есть) на провод, чтобы удерживать его на алюминиевой фольге.


Далее воспользуемся страницей » защитник «. Разрежьте его на два отдельных листа 8 1/2 «x 11


Вкл. сторона круга, на которой нанесен алюминий (1 / 2alum., 1/2 картон), нанесите слой «аэрозольного клея» на всю поверхность. поверхность и наклеить на «протектор листа» после высыхания клея. маленький.После того, как он еще немного высохнет, удалите излишки пластика с помощью лезвие бритвы точно так же, как раньше алюминиевое. Это «электрически изолирует » фольга.

Отложите ротор на время в сторону

«Статор»
Теперь о статоре (неподвижном раздел).

Макет другой кусок картона, как на фото слева. и вырезать кусочки бритвенным ножом или точным ножом. Когда закончите, они будут смотреть как на фото справа.Вроде как буква C и D.


План последний кусок картона, как на фото слева. Вырежьте это с помощью бритвенный нож. Когда все будет готово, он должен выглядеть как на фото справа. я обрезал «точку» около центра, но это не обязательно.


Распылитель всю сторону с помощью клея и нанесите фольгу примерно на 1/4 дюйма от край как на фото выше.Проделайте отверстие примерно на 3/8 дюйма от края радиусной стороной и примерно 3/4 дюйма от прямой стороны и протолкните провод через изоляция была удалена примерно на 3/4 дюйма.


Нравится перед этим возьмите кусок изоленты и прижмите оголенный провод к фольга.


Распылитель клей со стороны фольги и наклеить на другую половину листа протектор (прозрачный пластик) вкл.Обрежьте излишки бритвой.


Теперь возьмите этот участок и нанесите клей на только с одной стороны.


Наклейте его на только что изготовленную секцию (статор).


Сборка проект


Взять «ротора» и протолкните крепежный винт с плоской головкой через отверстие «по центру» со «всей картонной стороны».Теперь протолкните нити через центральное отверстие «статора», как на фото выше.


Переверните


Защищенный это с гайкой, поэтому есть небольшое сопротивление, когда ротор получилось, но не сильно!


Вкл. поверхность картона в форме буквы «С» (см. фото слева), я использовал горячий расплавить клей, но вы также можете использовать белый клей или кисть для контактного цемента на поверхность.Затем я положил на него картон в форме буквы D и приклеил скотчем это поможет удержать его.

Все детали в форме буквы «C» и «D» служат только для толкания ротора. равномерно к секции статора. Это даст вам более плавное увеличение или уменьшение емкости при повороте ротора.


В комплекте и готово к использованию! В прозрачные защитные пленки служат для предотвращения выхода двух частей из фольги в электрический контакт друг с другом.

По мере того, как две части фольги становятся ближе друг к другу, емкость растет. По мере того, как они разводятся, она уменьшается.

Это вариант того, что называлось «книжным конденсатором» еще в 1920-е гг. Книжный конденсатор представлял собой всего два листа металла, которые были перемещены. ближе друг к другу или разделены вроде как книга. емкость выросли или уменьшились.

Возврат на веб-страницу Homebrewed Radio


Кристалл Радио

Возврат к «Оставайтесь с нами» Домой Страница

1999-2010 Дэррил Бойд, Все права зарезервировано
Авторские права Примечание:
Мой веб-сайт защищен авторским правом.Это включает в себя все изображения, текст, рисунки.
Если вы думаете о загрузке моего предметы, защищенные авторским правом, и продавать их на ebay (или в любом месте) имейте это в виду,
Я слежу за ebay на предмет таких нарушений. я буду рассмотреть вопрос с ebay и в суде, если необходимо.
Я делаю их не для вашей выгоды от моя тяжелая работа.



Отправить электронное письмо на:








б или
л
д
@
б
или
л
д
ч

или
u
с
e
.
с
или
кв.м
Из-за антиспама техники, вы невозможно «вырезать и вставить» указанный выше текст

Мы приложили все усилия, чтобы что информация, представленная на этом веб-сайте точный и до Дата.
Вся информация на этом сайте носит исключительно информационный характер. и никаких гарантий с точностью любого из проектов
или схемы на этом сайте, или калькуляторы. Если вы найдете что-то вы чувствуете неточно, сообщите нам по электронной почте. Обязательно предоставьте веские аргументы в поддержку вашего дело. Подтвержденный изменения будут внесены в кратчайшие сроки.

Изображения на этом сайте защищены Авторские права. Они являются собственностью владельца этого веб-сайта и могут не использоваться без разрешения владельцев. Пожалуйста, не используйте изображения, сделанные нами на этом сайте, без



Дата: Пн, 28 августа 1995 г. 12:39:29 -0600 От: Ричард Квик Тема: ИНФОРМАЦИЯ О КОНДЕНСАТОРАХ Я просто несколько раз выкладывал на TCBOR прокатанный пластик конденсатор.Поскольку детали этого конкретного агрегата были хороши хорошо прикрыты, остановлюсь на других самодельных видах; квартира многослойный пластинчатый конденсатор, немного на крышке соленой воды, и немного о теории конденсаторов применительно к катушкам Тесла. Я видел несколько типов самодельных многослойных пластинчатых конденсаторов. Эти два типа различаются ориентацией стопки пластин. Некоторые укладываются вертикально, другие — горизонтально. Прежде чем перейти к деталям конструкции, я должен осветить некоторые из преимущества плоских уложенных друг на друга крышек пластин для использования в катушках Тесла и другие приложения высокого напряжения.Крышки с плоскими пластинами имеют очень небольшую индуктивность. Свернутые крышки содержат две или более пластин, которые плотно скручены. Прокат листовой проявляют некоторые свойства катушек, они содержат определенную степень самоиндукции. Это ограничивает размер свернутой крышки в Приложения Tesla. По мере увеличения размеров пластин самоиндукция растет, а колпачки демонстрируют саморезонанс, который мешает деструктивно с колебанием контура резервуара Тесла. В свернутый колпачок, о котором я писал ранее, сам резонирует около 7 мегагерц.Крышки с плоской пластиной лучше подходят для импульсных применений. Прокатный колпачки должны разрядиться длинной пластиной. Чем дальше открытое конец пластины от сильноточного терминала, тем длиннее он берет за шапку для разряда. По сути, это расстояние тоже расширение проводки цепи бака, так как пластина становится длиннее производительность снижается. По мере увеличения размера свернутой крышки эффективность пульсации падает. Крышки с плоской пластиной могут быть сконструированы для работы с более высокими напряжениями. Прокатные крышки имеют пределы эффективности в отдельных единицах в отношении напряжение пробоя.На пластину используется один диэлектрик. Если диэлектрики становятся толще, КПД падает, если их сделать эффективность более тонких увеличивается, но они выходят из строя. Используя стандартные материалы, свернутая крышка, о которой я писал, находится на краю этого предел дизайна также. Крышки с плоскими пластинами могут быть построены для большей емкости. Прокатный cap из-за конструктивных ограничений, перечисленных выше, не даст вы значительно увеличиваете емкость без увеличения потерь, проблемы с собственным резонансом и понижением добротности конденсатора.Скрученная крышка, которую я разместил, — хороший агрегат. Я построил почти 20 таких крышек, и я ими часто пользуюсь. Но не стремитесь расширяться многое об этом дизайне. Прошло несколько улучшений и я действительно думаю, что это раздвигает границы дизайна во всех важные области. Далее нам нужно посмотреть на плоскую пластинчатую крышку, так как еще многое предстоит сделать, но сначала посмотрим на диэлектрик. Лучший диэлектрик для самодельных конденсаторов Тесла — малая плотность. полиэтиленовый пластик. Независимо от того, производите ли вы катаную, штабелированную пластину или колпачки для соленой воды, вы должны внимательно посмотреть на этот пластик перед соглашаться на что-нибудь еще.Имеет чрезвычайно низкий RF коэффициент рассеяния для стоимости. Фактический «используемый» диэлектрик константа на самодельных шапках из этого пластика около 2. Это немного ниже балансовой стоимости, но самодельный применение этого диэлектрика редко бывает закрытым склеивание, которое коммерчески достигается с помощью пылесоса для чистых помещений прессы. Этот диэлектрик плавится при 100 град. C. Но из-за очень низкого коэффициент рассеивания пластик очень мало подвержен влиянию дуктивное отопление. Небольшие потери, поэтому мало нагревается.Однако при использовании этого пластика обязательно покрывать минеральное масло для распределения любого образующегося тепла, подавления корона и вытеснить воздух. Пластиковые колпачки, не покрытые маслом. почти гарантированно выйдет из строя в считанные секунды. Пластины диэлектрические и масло ДОЛЖЕН БЫТЬ ЧИСТЫМ! … Кстати, самый дешевый и распространенный пластинчатый материал. алюминий. В свернутом колпачке доступен алюминиевый оклад. предварительно вырезать пластину идеальной ширины, есть другие варианты ширины имеется в наличии. Крышки с плоскими пластинами могут использовать мигание, но часто более экономически выгодно использовать фольгу.Теперь, когда мы установили некоторые основы, давайте поговорим о крышке пластины. дизайн. Первый тип плоской штабелированной пластины требует, чтобы колпачок был откачивали до довольно жесткого вакуума, чтобы удалить воздух. Это горизонтально уложенный пластинчатый конденсатор. Обычно они встроены в ящик для хранения типа Tupperware. Пластик, пластина, пластик, пластина и т. д. накладываются друг на друга для увеличения стоимости. В напряжение пробоя напрямую связано с толщиной диэлектрика. Несс использованная. Рекомендуется 60-миллиметровый полиэтиленовый лист. напряжение пробоя в цепи резервуара Тесла между 11-15 кВ действующее значение входного напряжения при импульсном разряде.Это конечно зависит от качества материала и чистоты строительство. Как только коробка заполнена, и все параллельные соединения пластин сделаны, сильноточные шины выводятся через крышку контейнер и герметично заклеивают горячим клеем. Тогда крышка защелкнулся, и он тоже заклеен полоской горячего клея вокруг края. Следующая важная часть: одно отверстие проделывается в крышка для подключения вакуума. Фитинг вклеивается горячим способом отверстие и шланг присоединяется к вакуумному насосу.Шапка откачивается, затем шланг зажимается и отсоединяется от впускает воздух обратно в колпачок. Погрузите шланг в ведро. чистого минерального масла и освободите зажим. Это позволяет маслу засыпать конденсатор и вытеснять воздух, который был удаленный. После засыпки до нормального давления я закачиваю их второй раз и повторите процедуру, чтобы убедиться, что все воздух, застрявший между пластинами, удаляется. Образуются пузырьки воздуха горячие точки коронного разряда, которые вызовут диэлектрическое повреждение.Конденсатор с вертикально установленными пластинами очень похож на колпачок, который я только что сделал. покрытый. А вот вертикальный колпачок откачки не требует. Бак используется для удержания вертикально уложенных пластин и диэлектриков. Устройство, которое я исследовал, было построено в стеклянном аквариуме, в котором использовалось нет металла в конструкции. Жесткая поролоновая набивка была уложена в дно резервуара и вклинивается по сторонам вертикальный блок конденсаторов, чтобы смягчить его и закрепить на месте. В набивка из пеноматериала также уменьшила количество минерального масла, необходимого для покрытия куча.Если используется поролоновая набивка, важно, чтобы тип «губки» заполнение НЕ использоваться. Эта набивка может выпускать скрытые пузырьки воздуха в обкладки конденсатора. Используйте качественную набивку «герметичные ячейки». Причина, по которой эти колпачки не требуют откачки, заключается в том, что в конечном итоге масло вытеснит воздух, попавший в блок. Перерыв в период работы при низком напряжении способствует удалению застрявших воздух, так как пульсация колпачка вызывает вибрацию пластин и взбалтывание пузырьки воздуха. Недостатком рассмотренного мною агрегата было стеклянный аквариум.Я видел пластиковые мусорные баки, которые можно было разрезать пух для использования в качестве резервуара в этой конструкции. Более высокая добротность, более высокое напряжение и дополнительная емкость в многоуровневых пластинчатые конденсаторы можно легко получить. Хитрость в том, чтобы использовать более тонкий диэлектрик. Диэлектрическая прочность полиэтилена составляет 1000 вольт. на мил, но это не так в катушках Тесла. Стандарт напряжения пробоя диэлектрика рассчитываются с использованием статического Напряжение постоянного тока. Когда вы пропускаете переменный ток через диэлектрик, пробой напряжение нужно разделить на два.Тогда вы должны понять, что пиковое напряжение от синусоидальной волны переменного тока выше, чем среднеквадратичное значение напряжения большинство людей проходят мимо. Вы его не увидите, но ваш диэлектрик буду. Тогда у вас есть резонансный подъем в контуре резервуара Тесла. К дать вам представление о резонансном подъеме в резервуаре, подумайте о приливные силы, которые могут быть созданы с помощью рассчитанных по времени толчков в ванне. Чтобы вытолкнуть воду за борт, не требуется много энергии. Такой же принципал работает в контуре резервуара в змеевике, особенно с система синхронного зазора.Ток, пульсирующий назад и вперед от пластина конденсатора к пластине конденсатора вызывает повышение напряжения, которое появляется на диэлектрике в конденсаторах. Стандартный 60 мил poly должен выдерживать до 60 000 вольт на книгу. у меня есть продутые дыры через 60 мил поли с неоновой вывеской 12 кв xfrmr в Цепь резервуара Тесла и мой разрыв широко открыт. Мой мизинец подходит внутри дыры. Одна из самых изящных самодельных крышек для стеклопакетов, которые я видел, была построенный Биллом Ричардсом из T.C.B.O.R., стоимость была довольно низкой, материалы поступали из его прачечной, продуктового магазина и аптека.Единственное, что требовалось, — это 56 часов времени в размещение тарелок в соответствии с Биллом. Но в итоге он получил .03 мкФ Импульсный конденсатор 15 кВ в ведре емкостью пять галлонов. Это было вполне себе исполнитель на своей катушке на 3600 ватт! Он поискал пакеты для заморозки на один галлон с застежкой-молнией на 3 литра. толщина mil. Острыми ножницами он отрезал молнии с верхушки сумок. Затем он вырезал из алюминиевой фольги квадраты, подходящие внутри сумки, оставляя 1/2 дюйма пространства по всем четырем сторонам плита. Таким образом, пластина имела диэлектрические границы 1/2 дюйма со всех сторон.Когда два мешка складывались друг на друга, получалось два слоев диэлектрика, всего 6 мил. Будучи практичным, Билл правильно понял, что штабелированные мешки выдержат до входное действующее значение не менее 1000 вольт в баке Тесла. Он собрал стеки каждая из них имела значение около 0,45 мкФ, каждая стопка рассчитана на 1000 вольт. Затем он соединил стеки последовательно. Втиснув пятнадцать стопок вертикально в ведро, и покрыть все это примерно тремя галлонами минерального масла, он получил необходимую емкость при требуемом напряжении.С электрические силы так хорошо распределены между сотнями диэлектриков, у него был большой запас прочности. Он дал агрегат пару дней отдохнуть после строительства, долив его залил маслом по мере необходимости, и отдал ей работы на 15 кв на большом катушка. Тяжелая проводка шины даже не нагрелась, и хотя он выдул достаточно воздуха, чтобы вытеснить еще несколько пинт масла, он не сломалась. Оказывается, это самодельная версия коммерческого пульса. разрядные конденсаторы.Сложенные конденсаторные секции очень высокой значения помещаются последовательно до тех пор, пока не будет достигнуто надлежащее требование напряжения встречается. Колпачок имеет очень высокий Q, потому что все пластины очень близко друг к другу, с минимумом соединений и шин требуется. Они обеспечивают очень резкий импульсный разряд. Фуражка Билла в ведре была довольно тесной. Из-за квадратная форма мешков, прямоугольный резервуар сделал бы вещи проще подогнать и подключить. Но он пробежал свои автобусные бары сторона ведра (заклеенная горячим клеем) и защелкнув крышку, он мог поднять ее за ручку и переместить легко.Начинающему намотчику следует подумать о требованиях к конденсатору. и поэкспериментируйте, прежде чем начинать крупномасштабные самодельные бейсболки. Магазин материалов; часто оптовика можно найти там, где сыпучие продукты (например, минеральное масло в ведрах объемом 5 галлонов) могут быть покупается за небольшую часть розничной стоимости. Но только потому, что у вас нет каких-то импульсных заглушек большого взрыва в сети не означает что вам следует подождать, чтобы начать запускать небольшую катушку. Почти каждый новичок промокает ноги в конденсаторах с соленой водой. Тесла использовал резервуары с соленой водой в Колорадо-Спрингс.Дань уважения гениальность человека заключалась в его способности развить свою огромную вершину работает с использованием колпачков для морской воды / стекла с низким Q. Я не рекомендую стекло как диэлектрик для намотки. Диэлектрическая проницаемость много лучше, чем пластик, но коэффициент рассеяния радиочастоты настолько велик что они могут разорваться от диэлектрического нагрева (даже в соленой воде застрявшая под бутылками вода не циркулирует), и они всегда дают тонкую фиолетовую искру. Снова полиэтилен материал выбора, а бутылки и ведра могут быть собран за пару часов, что будет разжигать мелочь.я упомянул он раньше, что у меня есть друг, который сжигает 5 кВА катушки, и все еще используя банки с крышками для соленой воды, чтобы сохранить его инвестиции упали. Как и любой самодельный конденсатор, соленая вода должен быть покрыт маслом для подавления поверхностной короны. Но качество масла не должно быть высоким, а конденсаторы не должны быть исключительно чистый. Насыщенный раствор каменной соли — это все что нужно для тарелок. Думаю, я выполнил то, что хотел сказать по этому поводу. предмет. Как всегда, я с радостью отвечу на любые неясные вопросы, необходимость дополнительной информации или внесения исправлений.Ричард Квик .. Если ничего не помогает … Бросьте через него еще один мегавольт!

Roll Your Own Capacitors, январь 1956 г. Популярная электроника

Январь 1956 г. Популярная электроника

Стол содержания

Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники и извлеченный из нее. См. Статьи с Популярная электроника, опубликовано с октября 1954 года по апрель 1985 года. Настоящим подтверждаются все авторские права.

Вот еще один пример, который показывает, насколько изменились ожидания с годами. За исключением, может быть, экспериментатор или кто-то, стремящийся максимально точно воспроизвести оригинальное оборудование, никто бы даже не подумал пытаюсь построить конденсаторы с нуля. Компоненты настолько недорогие, что это не стоит того. Если Вы относитесь к последнему типу людей, тогда эта история для вас. Если подумать, еще одно применение для этого статья должна предоставить материал для лабораторных упражнений в классе физики, где ученик вычисляет прогнозируемый значение емкости на основе площади поверхности, диэлектрической проницаемости и расстояния между пластинами.

Посмотреть все статьи от Популярные Электроника .

Сверните свои собственные конденсаторы

Эльберт Робберсон

Фольговые конденсаторы легко изготовить из бытовой «Reynolds-Wrap». Надрежьте две полосы алюминиевой фольги до желаемой длины и ширины с помощью лезвия бритвы или ножниц. Также отрежьте две полоски вощеной бумаги, примерно на четверть. на дюйм шире фольги.Бумага будет служить изолятором между витками фольги.

В радиоуправлении, рации и других компактных конструкциях строители не должны быть инвалидами, потому что каталог конденсаторы не всегда помещаются в лишние части доступного пространства. Самодельные конденсаторы можно сделать так, чтобы они подходили практически везде. Одним из примеров является конденсатор обхода экрана, показанный на фотографиях, намотанный непосредственно на оболочку трубки. Используется обычная бытовая вощеная бумага и алюминиевая фольга. Две полоски шириной примерно 1 дюйм и длиной 12 дюймов обеспечивают .001-мкфд. емкость. Точные значения будут зависеть от толщины бумаги и давления на упаковку. удерживаются вместе и могут варьироваться с помощью полос разных размеров.

Чтобы проиллюстрировать конденсатор, положите плоский гладкий кусок фольги на твердую поверхность, например мазонит, и используйте металлическая линейка для направления резки. Разрежьте фольгу острым лезвием бритвы. Может потребоваться пара попыток найти правильный угол, чтобы предотвратить разрыв и комкование алюминия.Отрежьте две полоски шириной 1 дюйм и длиной 12 дюймов.

Затем отрежьте две полоски вощеной бумаги размером 1 1/4 «x 12 1/4», чтобы оставить поле 1/8 «вокруг фольги. Можно использовать ножницы. для обеих операций резки, но при работе с алюминием будьте осторожны, чтобы не смять его и не оставить зазубрины между разрезами ножницами.

Перед сборкой конденсатора необходимо припаять выводы к фольге для соединений. Используйте достаточно активный флюс, и аккуратно потрите кончиком утюга фольгу, чтобы удалить оксид алюминия.Сустав может быть не очень красивым, но он будет проводить ток и удерживать вместе. Только не оставляйте торчащие острые предметы. Удалите излишки флюса спиртом.

Припаяйте одну жилу гибкого соединительного провода к концам обеих алюминиевых фольг. Используйте очень активный флюс и поскребите паяльником по фольге, чтобы удалить остатки оксида алюминия.

Сложите поочередно бумагу и фольгу и выровняйте так, чтобы бумага полностью перекрывалась.Используйте миниатюрную трубку как «бывший». Приложите стопку бумаги и фольги к трубке с резиновым клеем, затем сверните, как показано справа. Безопасный конец стека путем цементирования, а затем удерживайте в фиксированном положении до полного высыхания.

Положите плоскую полоску бумаги на твердую поверхность и нанесите на один конец каплю резинового клея. Положите полоску фольги сверху, выровняв его так, чтобы бумага выступала на 1/8 дюйма по всему периметру, и прижать конец вниз в цемент, вытирая любой избыток.Нанесите цемент на тот же конец алюминиевой полосы, затем положите на нее другую полосу бумаги. Повторение процесс с другой фольгой и последней бумагой. Оба вывода должны быть на зацементированном конце.

Нанесите каплю цемента на боковую часть вакуумной трубки и поместите ее в «стопку» штифтовым концом трубки рядом с сторона «косички» конденсатора. Аккуратно сверните его и закрепите концы еще одним слоем цемента. Держите эти зацементированные оканчивается плотно примерно на минуту, а затем конденсатор будет сам по себе.Готовый самодельный конденсатор может затем быть подключенным к байпасу или муфте.

Готовый конденсатор можно скрепить целлофановой лентой. Если трубка используется, она может использоваться постоянно как база для конденсатора. Как упоминалось в тексте, этот метод можно использовать для образуют два конденсатора, включенных параллельно, или два конденсатора с общим заземляющим проводом.

Во многих некритических цепях можно сформировать два конденсатора вокруг трубки, просто держите провода на противоположных сторонах. стороны трубки, чтобы избежать путаницы, и исправьте соединения цепи так, чтобы заземленная фольга находилась в центре упаковки.

Конденсаторы также могут быть изготовлены в виде ленты или намотаны в плоские пакеты, а затем сложены практически любой формы, чтобы подходят для нестандартных пространств, замачивание их в расплавленном парафине после намотки увеличит их прочность и предотвратит попадание влаги абсорбция.

Опубликовано: 24 ноября, 2014 г.

Регулируемый электролитический конденсатор для пищевой соды

.

Регулируемый электролитический конденсатор с пищевой содой.


Самодельный регулируемый электролитический конденсатор широкого диапазона.

Переменный конденсатор управляет частотой релаксационного генератора. С помощью схемы, построенной на таймере 555, было легко получить бесступенчатый диапазон от 20 Гц до 100 кГц, соотношение от 5000 до 1. Типичный диапазон емкости алюминиевого куска на приведенном выше рисунке составляет от 10 мкФ до 0,002 мкФ.


Экспериментируя с выпрямителем из буры, я обнаружил, что все также хорошо работает с раствором пищевой соды (1 столовая ложка пищевой соды на 2 стакана водопроводной воды).Алюминиевая полоса, показанная на рисунке выше, была вырезана из куска алюминиевой пластины для пирога. Я также обнаружил, что с выпрямителем из буры или пищевой соды он действует как большой конденсатор, а также как выпрямитель при смещении в обратном направлении. Я построил самодельный электролитический конденсатор. Я решил провести несколько экспериментов и измерений, чтобы посмотреть, какие значения емкости можно получить. Мне было легко получить большие значения до 100 мкФ. Поскольку емкость основана на тонкой пленке оксида алюминия, которая образуется на алюминиевой пластине, емкость можно изменять, вставляя пластину в раствор пищевой соды или вынимая из него.Используя кусок алюминия в форме клина, я смог получить плавно регулируемые диапазоны емкости от 5000 до 1.

Этот конденсатор, конечно, должен использоваться, как и любой электролитический конденсатор, с положительным смещением постоянного тока на алюминиевой пластине. Хотя от этого конденсатора не следует ожидать больших характеристик утечки, я обнаружил, что он весьма полезен в практических ситуациях, например, для управления частотой релаксационного генератора с очень широким диапазоном.

Насколько я знаю, ничего подобного никогда не производилось и не производилось.большинство переменных конденсаторов используются для настройки радиоприемников, и они редко имеют значения емкости выше 365 пФ, а их коэффициент изменения не намного лучше, чем десять к одному. Мы можем изготовить конденсатор переменной емкости с диапазоном изменения емкости от 5000 до единицы и максимальным значением 10 мкФ или более.

На схемах ниже показаны различные типы релаксационных генераторов, частота которых определяется величиной переменного электролитического конденсатора. Один основан на микросхеме таймера 555.Другой основан на транзисторе UJT. Выбор схемы основан только на наличии деталей, хотя с 555 легче получить более широкий частотный диапазон. Для тех, кто действительно любит приключения, можно построить осциллятор релаксации отрицательного сопротивления цинка, который также показан (см. Осциллятор отрицательного сопротивления цинка ).

Конденсатор легко изготовить, поместив два электрода в раствор пищевой соды. Один электрод должен быть алюминиевым, а другой может быть чем угодно, проводящим электричество, например свинцом, сталью, нержавеющей сталью или даже углеродом.На изображении выше в качестве электрода напротив алюминия используется кусок листа нержавеющей стали. Оба электрода могут быть алюминиевыми, если вы хотите сделать конденсатор, способный работать с переменным напряжением. Электрод напротив алюминия остается погруженным в раствор, в то время как алюминиевый электрод перемещается в раствор и выходит из него для изменения емкости.

Когда алюминий впервые погружается в раствор, он вызывает короткое замыкание на землю через раствор. Чтобы сформировать конденсатор, алюминиевая пластина подключается к положительному источнику питания (S1 в случае схемы 555) через резистор 470 Ом.В это время алюминиевую пластину следует полностью погрузить в раствор и полоскать в течение примерно 20 секунд, пока на ней не образуется тонкая пленка оксида алюминия. Алюминиевая пластина становится положительной стороной конденсатора. Затем алюминиевая полоса переключается обратно на схему генератора (с помощью S1). S1 опущен в схемах UJT и отрицательного сопротивления для ясности, но требования к формированию емкости такие же, как и в схеме 555.

Генератор, скорее всего, начнет работать, когда алюминиевая полоса погружена в жидкость на очень короткое расстояние.Частота может быть вне диапазона слышимости, и вам может потребоваться осциллограф, чтобы определить, работает ли он. Частота будет снижаться по мере погружения полоски в раствор до тех пор, пока утечка не станет достаточно большой, чтобы остановить генератор. Поскольку алюминиевая полоса многократно погружается и вынимается, емкость и частотный диапазон, кажется, улучшаются до тех пор, пока полоска не может быть погружена почти на всю длину, создавая самый большой диапазон изменения частоты. С помощью схемы 555 я мог производить непрерывную развертку частоты от 10 Гц до 100 кГц.

Если электрод, противоположный алюминию, задвигается в раствор или вынимается из него, влияние на частоту очень незначительное. Это показывает, что емкость возникает на алюминиевом электроде (полоске).


Генераторы широкого диапазона частот с самодельным переменным конденсатором.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *