Matematyka.pl

Witam,

Podczas pomiarów które wykonywałem całkiem przypadkiem natrafiłem na taki oto obwód:


Na pierwszy rzut oka nic ciekawego, kondensator ładuje się do \(\displaystyle{ 3V}\) przez \(\displaystyle{ 10M\Omega}\) voltomierza po czym voltomierz pokazuje \(\displaystyle{ 0V}\). Wszystko ok. natomiast jeśli teraz wypniemy na chwile kondensator i włorzymy z powrotem odwrotnie to woltomierz pokarze \(\displaystyle{ 6V}\) po czym powoli zejdzie do \(\displaystyle{ 1.5V}\) i tak już zostanie na zawsze! Jak to możliwe? Teoretycznie jego okładki powinny znów załadować się do \(\displaystyle{ 3V}\) i voltomierz wskazać \(\displaystyle{ 0V}\). Tymczasem voltomierz wskazuje \(\displaystyle{ 1.5V}\) pomiędzy dolną okładką a negatywnym terminalem baterii (jak na załączonym rysunku), a zmierzeniu napięcia na kondesatorze wskazuje ono \(\displaystyle{ -1.5V}\).

O co tutaj chodzi?

Może rozładowałeś baterię?

Heh niestety to nie to. Tak naprawdę w rzeczywistym obwodzie nie mam baterii a zasilacz.

W zasadzie to tytuł tematu powinien brzmieć: niewłaściwe użytkowanie woltomierza.

Jeśli chcesz roztrząsać temat budowy wewnętrznej Twojego woltomierza, po to by wyjaśnić jego zachowanie (a nie zachowanie kondensatora!), to zdobądź najpierw pełny schemat tego ustrojstwa.

Mondo pisze:Tak naprawdę w rzeczywistym obwodzie nie mam baterii a zasilacz.

Czy masz jeszcze jakieś inne szczególiki tego typu? Pełny schemat zasilacza też się przyda.

Jakiego typu jest kondensator?

mdd pisze:W zasadzie to tytuł tematu powinien brzmieć: niewłaściwe użytkowanie woltomierza.

No tak nie da się ukryć że nie jest to typowe jego zastosowanie, natomiast opublikowałem ten eksperyment ze wzgledu na ciekawe wyniki.

mdd pisze:Jakiego typu jest kondensator?

Ceramiczny kondensator \(\displaystyle{ 2.2\mu F}\) lub \(\displaystyle{ 100nF}\) jak na schemacie.

Dodam tylko, że te same wyniki mam na woltomierzu jak i na oscyloskopie.

Chyba znalazłem rozwiązanie. Zdaje się, iż uszkodziłem kondensatory ponieważ zauważyłem, iż nie ładują się do \(\displaystyle{ V_{cc}}\) (napięcia zasilania), a właśnie do \(\displaystyle{ 0.5V_{cc}}\).
Jak teraz wyjaśnić to co widzę na odczytch voltomierza/oscyloskopu?
W jaki sposób uszkodziły sie kondensatory? Ładowanie/Rozładowywanie bez rezystora?

Mondo pisze:No tak nie da się ukryć że nie jest to typowe jego zastosowanie, natomiast opublikowałem ten eksperyment ze wzgledu na ciekawe wyniki.

Wyniki odczytane z woltomierza możesz wyrzucić do kosza. Woltomierz nie jest użyty we właściwy sposób. Wyciąganie jakichkolwiek wniosków z jego wskazań jest nierozsądne.

Mondo pisze:Zdaje się, iż uszkodziłem kondensatory ponieważ zauważyłem, iż nie ładują się do Vcc (napięcia zasilania), a właśnie do 0.5Vcc.

To sprawdź te kondensatory.
1) Zmierz ich pojemność multimetrem. Porównaj wynik pomiaru z pojemnością znamionową.
2) Sprawdź prąd upływu tych kondensatorów - po ich naładowaniu do napięcia znamionowego.

Mondo pisze:Jak teraz wyjaśnić to co widzę na odczytch voltomierza/oscyloskopu?

Teraz to sprawdź czy masz sprawne kondensatory. Jeśli nie, to o jakich odczytach mówisz? Chcesz wyjaśnić zjawisko, kiedy nie masz pewności czy kondensatory są sprawne i opierasz się przy tym na wynikach pomiarów woltomierzem użytym w niewłaściwy sposób? Poza tym jaki to woltomierz i jaki zasilacz wykorzystujesz?

mdd pisze:Wyniki odczytane z woltomierza możesz wyrzucić do kosza. Woltomierz nie jest użyty we właściwy sposób. Wyciąganie jakichkolwiek wniosków z jego wskazań jest nierozsądne.

Zgadzam się, z drugiej jednak strony, czy nie możemy rozważyć tego woltomierza jako po prostu rezystora \(\displaystyle{ 10M\Omega}\)? Jakie elementy w jego wnętrzu nie pozwalają ewentualnie na takie potraktowanie go w obwodzie?

mdd pisze:To sprawdź te kondensatory.
1) Zmierz ich pojemność multimetrem. Porównaj wynik pomiaru z pojemnością znamionową.
2) Sprawdź prąd upływu tych kondensatorów - po ich naładowaniu do napięcia znamionowego.

1.) Pojemność jest OK,
2.) Prądu upływu nie dałem rady sprawdzić - mulitimeter odmówił posłuszeństwa. Na wejściu do \(\displaystyle{ 200mA}\) muszę wymienić bezpiecznik...na wejściu do \(\displaystyle{ 20A}\) pokazuje mi cały czas \(\displaystyle{ 0mA}\) (przy pokrętle ustwaionym na \(\displaystyle{ 2mA}\)) co może być nie tak? Sprawdzę te kondensatory jutro innym miernikiem.

mdd pisze:
Poza tym jaki to woltomierz i jaki zasilacz wykorzystujesz?

Miernik - UNIT-T 890G
Zasilacz - \(\displaystyle{ 3,3V}\) z portu USB PC

Mondo pisze:
"Tymczasem voltomierz wskazuje \(\displaystyle{ 1.5V}\) pomiędzy dolną okładką a negatywnym terminalem baterii "
To już nie jest to ujemny biegun, zacisk, baterii, akumulatora, .... ?

kruszewski pisze:Mondo pisze:
"Tymczasem voltomierz wskazuje 1.5V pomiędzy dolną okładką a negatywnym terminalem baterii "
To już nie jest to ujemny biegun, zacisk, baterii, akumulatora, .... ?

Zgadza się, jest to napięcie na zaciskach woltomierza. teoretycznie powinno tam byc \(\displaystyle{ 0V}\).

Mondo pisze:

kruszewski pisze:Mondo pisze:
"Tymczasem voltomierz wskazuje 1.5V pomiędzy dolną okładką a negatywnym terminalem baterii "
To już nie jest to ujemny biegun, zacisk, baterii, akumulatora, .... ?

Zgadza się, jest to napięcie na zaciskach woltomierza. teoretycznie powinno tam byc 0V.

Mondo pisze:Zgadzam się, z drugiej jednak strony, czy nie możemy rozważyć tego woltomierza jako po prostu rezystora \(\displaystyle{ 10M\Omega}\)? Jakie elementy w jego wnętrzu nie pozwalają ewentualnie na takie potraktowanie go w obwodzie?

Na Twoim miejscu bym to sprawdził doświadczalnie! (skoro nie mamy schematu Twojego miernika). Jak zepsujesz miernik za 50 PLN, to nie zbankrutujesz chyba! Sam wykorzystuję czasami funkcję woltomierza multimetru do rozładowania np. kondensatorów filtrów przeciwzakłóceniowych RFI, które bywają podłączane do zacisków urządzenia przemysłowego, pod które to zaciski podłącza się zasilanie np. \(\displaystyle{ 3 \times 400 \ \text{V AC}}\) (kondensatory te mają małe pojemności, stąd ich rozładowanie przez dużą rezystancję nie trwa wieczność). Rozładowuję je po to, żeby się bezpiecznie "dobrać" do urządzenia. W przeciwnym wypadku można czasami nieźle "zatańczyć" przy rozkręcaniu takiego urządzenia.

Czy nie możesz użyć zwykłego rezystora w swoim doświadczeniu?

Mondo pisze:2.) Prądu upływu nie dałem rady sprawdzić - mulitimeter odmówił posłuszeństwa. Na wejściu do \(\displaystyle{ 200mA}\) muszę wymienić bezpiecznik...na wejściu do \(\displaystyle{ 20A}\) pokazuje mi cały czas \(\displaystyle{ 0mA}\) (przy pokrętle ustwaionym na \(\displaystyle{ 2mA}\)) co może być nie tak?

Nie należy się spodziewać dużego prądu (o ile kondensator jest sprawny). Elektrolityczne kondensatory (sprawne) o pojemności kilku milifaradów i napięciu znamionowym \(\displaystyle{ 420 \ \text{V}}\) mają prądy upływu około \(\displaystyle{ 0,1 \ \text{mA}}\).

Mondo pisze:Miernik - UNIT-T 890G
Zasilacz - \(\displaystyle{ 3,3V}\) z portu USB PC

I jesteś pewien, że napięcie na zaciskach tego zasilacza w trakcie Twoich eksperymentów było mniej więcej na tym samym poziomie? Ja bym to sprawdził. Zamiast woltomierza użyj zwykłego rezystora, poza tym użyj dwóch mierników, jednego jako woltomierza do sprawdzenia napięcia (raz na kondensatorze, raz na zaciskach zasilacza), drugiego miernika użyj jako (mikro)amperomierza (jak tylko dorobisz się bezpiecznika ).

Poza tym, to złóż sobie prosty zasilacz DC z regulacją napięcia (nie impulsowy, a zwykły liniowy) albo kup sobie "gotowca". Schematy takich na pewno znajdziesz w sieci.

Poza tym podejrzewam, że Kolega Kruszewski "wytyka" Ci to, że piszesz "po polskiemu", tzn. negatywny terminal. Pewnie z anglojęzycznych stron internetowych korzystasz i jakoś o polski odpowiednik "ujemny zacisk" pewnie Ci trudno.