Como medir a capacitância usando um multímetro?

Medição de capacitância com um multímetro digital

Para medir com precisão a capacitância de um capacitor, você precisa de instrumentos caros, como um medidor LCR, que pode medir indutância (L), capacitância (C) e resistência (R) com precisão enquanto tendo em conta vários parâmetros como a frequência. Um multímetro digital (DMM) também pode medir a capacitância com alguma precisão, mas seu alcance é muito baixo.

Capacitância

Capacitância é a capacidade de um capacitor de armazenar energia na forma de carga elétrica. Ele o armazena entre duas placas condutoras separadas por um filme dielétrico.

É medida em Farad. Uma capacitância farad é igual a um coulomb da carga armazenada em um capacitor quando um volt de diferença de potencial é aplicado. Um farad é uma unidade muito grande. Portanto, a capacitância é geralmente medida em microfarad (μF) e milifarad (mF).

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Princípio de funcionamento

Um multímetro mede a capacitância carregando o capacitor com uma corrente conhecida. Ele basicamente mede a taxa de aumento da tensão através do capacitor. A taxa de tensão é inversamente proporcional à capacitância.

I_C =CdV/dt

Onde

• I_C =Corrente do capacitor (corrente conhecida fornecida pelo medidor)
• C =Capacitância
• dV/dt =Taxa de variação de tensão

Se o aumento de tensão for lento, a capacitância é grande e vice-versa. Os DMMs não suportam uma faixa mais ampla de medições de capacitância.

Cuidado

Os capacitores armazenam carga mesmo após a remoção da fonte de alimentação. É importante descarregar um capacitor antes de tocá-lo ou conectá-lo a um medidor. Antes de tudo, remova a fonte de alimentação conectada ao circuito. Para descarregar o capacitor com segurança, conecte um resistor em seus terminais. Um capacitor decente tem carga suficiente para chocar uma pessoa e pode danificar um medidor ao descarregar através de seu circuito interno.

Medição de capacitância

A capacitância pode ser medida com multímetros digitais baratos com medição de capacitância "-|(-" ou "F". Pode fornecer uma leitura aproximada que não é muito precisa. Para uma medição precisa , o medidor LCR é usado, o que é muito caro e eles podem até medir a capacitância quando o capacitor está a bordo usando ESR (Equivalent Series Resistance)

Como você sabe que usando um multímetro digital ou analógico, podemos medir várias grandezas elétricas, como tensão, corrente, resistência, capacitância, temperatura e continuidade de frequência, etc. componentes eletrônicos como resistores, capacitores, diodos, transistores e cabos e fios etc. No tutorial de multímetro a seguir, mostraremos como medir o valor exato da capacitância de um capacitor usando um DMM.

Método 1:

Aqui está um guia passo a passo para medição de capacitância usando um multímetro digital

• Em primeiro lugar, desligue a energia fornecida ao circuito. Certifique-se de que a energia está desligada medindo a tensão através dela. Ele deve ler 0 volts.
• Faça uma inspeção visual do capacitor. Um capacitor defeituoso pode ter vazamento, protuberância e rachadura. Substitua se estiver com defeito ou siga a próxima etapa.
• Descarregue o capacitor com segurança conectando um resistor em seu terminal. Use o resistor adequado (resistor de 5 watts) para uma descarga segura.

• Se o capacitor estiver em um circuito, remova-o cuidadosamente por qualquer meio. Ele fornece leituras imprecisas em um circuito devido a outros componentes paralelos.

• Gire o dial para o símbolo de capacitância "-|(-" ou "F". Pressione o botão "shift" para ativar a função secundária se ela compartilhar o local com outra função.

• Selecione as configurações de alcance aproximado no mostrador. Alguns DMMs têm um recurso de intervalo automático.
• Insira a sonda preta na porta “COM” e a sonda vermelha na porta vermelha correta marcada com “-|(-”.

Observação:Alguns DMMs possuem portas dedicadas para colocar o capacitor conforme mostrado na figura abaixo.

• Pressione o botão “REL” (se o seu medidor tiver). Ele irá subtrair a capacitância das pontas de prova. Ele ajuda a provar leituras precisas e precisas para pequenas capacitâncias.

• Conecte o fio preto ao negativo (-) e o fio vermelho ao terminal positivo (+) do capacitor.

Um capacitor não polar não possui polaridades. Um capacitor polar tem alguma identificação do terminal negativo e positivo, como “uma faixa marcada perto do terminal negativo” ou “a perna mais longa é o terminal positivo”.

• O medidor começará a carregar o capacitor. Portanto, espere até que a leitura no display fique estável. Se mostrar “OL”, aumente o alcance do medidor.
• Se ainda mostrar “OL”, a capacitância está fora da faixa do medidor ou o capacitor está com defeito.
• Quando a medição terminar, remova primeiro as pontas de prova vermelhas e depois a ponta de prova preta.
• Desligue o multímetro ou gire o dial para a medição de tensão.

Método 2:

Para fazer isso, você precisará de uma bateria (inferior à tensão nominal do capacitor desejado), um valor conhecido de resistor (como 10kΩ) e um cronômetro e um multímetro. Geralmente, a classificação de tensão é impressa na placa de identificação do capacitor. Carregaremos o capacitor cerca de 63,2% da tensão de alimentação e anotaremos a leitura.

Para fazer isso, siga as etapas a seguir

• Desconecte e descarregue totalmente o capacitor
• Conecte um 10kΩ em série com os terminais positivos da bateria e do capacitor.
• Conecte a bateria de 9V e o multímetro ao capacitor para carregar e inicie o cronômetro.
• Quando o multímetro mostrar 5,7 V, pare o relógio e anote a leitura em segundos.
• Agora siga o exemplo a seguir para saber o valor da capacitância.

Por exemplo, temos um capacitor de 16V, 470μF. se a tensão de alimentação for 9 V , então 63,2% da tensão de alimentação é de cerca de 5,7 V . Vamos começar a carregar o capacitor e iniciar o cronômetro também. Quando o multímetro mostrar 5,7V, pararemos o cronômetro e anotaremos o tempo em segundos. Suponha que o tempo foi de 4,7 segundos.

Agora, aplique a fórmula da constante de tempo para calcular o valor da capacitância.

τ =RC

C = τ / R

Onde:C é a capacitância, R é a resistência em ohms e τ é o tempo em segundos.

Colocando os valores

• C = τ / R
  
• C = 4,7 s / 10000Ω
  
• C = 4,7 s / 10000Ω
• C = 0,00047
• C = 47mF
• C = 470μF

Pontos Importantes

• Não toque na ponta dos cabos de teste ao medir a capacitância. Pode causar erros na leitura.
• Alguns multímetros não usam cabos de teste para medir a capacitância. Eles têm portas especiais para isso.
• Não coloque os terminais em curto para descarregar um capacitor. Isso pode danificar o capacitor. Use um resistor.
• Não se esqueça da polaridade dos capacitores polarizados.
• Não meça a capacitância enquanto o capacitor estiver conectado em um circuito. Embora, um medidor LCR possa ser usado para medir a capacitância enquanto estiver em um circuito.
• Omultímetro analógico não tem uma fonte de energia para fornecer uma corrente constante. Portanto, ele não pode medir a capacitância. No entanto, pode ser usado para testar um capacitor .
• Se tiver rachaduras, protuberâncias ou vazamentos. Não o carregue, ele pode explodir por estar com defeito.
• Um multímetro digital não pode fornecer medições precisas, mas fornece uma leitura aproximada.
• Use o modo "REL" para capacitância muito pequena para obter uma leitura mais precisa.
• Um medidor LCR é usado para medição de capacitância precisa e precisa.

Importância da medição de capacitância

Os capacitores têm vida útil limitada e sua capacitância diminui com o uso contínuo. Pode afetar o funcionamento dos componentes do sistema e, em casos extremos, pode explodir.

• A medição de capacitância nos informa sobre a saúde real do capacitor.
• Informa se o capacitor está com defeito. Um capacitor defeituoso pode estar em curto, aberto ou ter capacitância menor do que o esperado.
• Os capacitores têm seu valor marcado neles. Eles devem ser verificados se o valor estiver em seu intervalo. Caso contrário, eles estão com defeito.
• Um capacitor defeituoso pode causar mau funcionamento no sistema.
• Um capacitor curto pode queimar outros componentes se não for protegido por um fusível.
• Um capacitor aberto pode interromper o fornecimento de outros componentes.
• Um motor de partida com capacitor não pode dar partida devido a um capacitor defeituoso.
• Um motor monofásico pode ficar mais lento e barulhento devido a um capacitor defeituoso.
• Uma unidade de correção de energia não pode funcionar corretamente se a capacitância de um capacitor se deteriorar.
• Um capacitor fisicamente deteriorado pode explodir.

Nota:Este post foi publicado por www.electricaltechnology.org

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