Перейти к содержанию

Сколько конденсатор держит заряд?

Обновлено Редакция GAW

Заряженный конденсатор сам разряжается током утечки через свой диэлектрик. Скорость следует из определения тока и ёмкости: за время Δt утечка I уносит заряд I·Δt, и напряжение падает на ΔU = I·Δt / C.

ΔUΔt=IутC=0,01⋅C⋅U мкАC мкФ=0,01⋅U В/с.\frac{\Delta U}{\Delta t} = \frac{I_{\text{ут}}}{C} = \frac{0{,}01 \cdot C \cdot U\ \text{мкА}}{C\ \text{мкФ}} = 0{,}01 \cdot U\ \text{В/с}.

У электролитов Nichicon UVR на 6,3–100 В и Panasonic FR ток утечки через 2 минуты при номинальном напряжении — не больше 0,01CV мкА, где C в микрофарадах, U в вольтах. Ёмкость в формуле сокращается: при таком пределе напряжение падает не быстрее 1 % в секунду, каким бы ни был конденсатор.

Конденсатор и норма утечкиПредел утечкиНаибольшая скорость саморазряда
1000 мкФ, 16 В, норма Nichicon UVR160 мкА0,16 В/с — 1 % в секунду
10 мкФ, 16 В, норма Panasonic FR3 мкА (0,01CV меньше 3 мкА)0,3 В/с — около 2 % в секунду
100 мкФ, 400 В, норма Nichicon UVR для 160–450 В1700 мкА через 1 мин17 В/с — около 4 % в секунду

Это нижняя граница, а не обещание

Даташит ограничивает утечку только сверху. Конденсатор, у которого утечка меньше предела, держит заряд дольше, и насколько — по даташиту не узнать. Поэтому полагаться на саморазряд нельзя: сетевой конденсатор на 400 В может оставаться опасным долго после выключения. Сколько энергии он запасает, показывает термин «Энергия конденсатора».

Перед измерениями Fluke требует снять питание и разрядить высоковольтные конденсаторы. Разряжают через резистор: время и мощность резистора посчитает калькулятор заряда и разряда конденсатора. Проверить сам конденсатор после разряда поможет ответ «Как проверить конденсатор мультиметром?».

Похожие вопросы

Почему конденсатор в выключенном блоке питания бьёт током?

Потому что даташит не обещает, что он разрядится быстро: ограничен только наибольший ток утечки, а реальный бывает намного меньше. Высоковольтный конденсатор может держать опасное напряжение долго после отключения, поэтому Fluke требует разряжать высоковольтные конденсаторы перед измерениями.

Почему ток утечки указан через 1 и 2 минуты?

Сразу после подачи напряжения утечка больше и со временем снижается: у Nichicon UVR предел через 1 минуту — 0,03CV, через 2 минуты — уже 0,01CV. Поэтому производители нормируют её в определённый момент после включения.

Как быстро разрядить конденсатор?

Через резистор: время разряда до напряжения U — t = RC · ln(U₀ / U), а в первый момент на резисторе выделяется U₀² / R. Сопротивление выбирают так, чтобы и время, и мощность резистора устраивали. Замыкать выводы отвёрткой не стоит — ток ограничен только сопротивлением цепи.

Источники

  1. Nichicon. UVR Miniature Sized Aluminum Electrolytic Capacitors (CAT.8100M) — ток утечки при номинальном напряжении и 20 °C: для 6,3–100 В — не больше 0,03CV мкА через 1 мин и 0,01CV мкА через 2 мин; для 160–450 В через 1 мин — не больше 0,1CV + 40 мкА при CV ≤ 1000 и 0,04CV + 100 мкА при CV > 1000 (C в мкФ, V в вольтах); ёмкость 1–22 000 мкФ, 6,3–450 В
  2. Panasonic. Aluminum Electrolytic Capacitors, Radial Lead Type, Series FR (ABA0000C1209) — ток утечки при 20 °C не больше 0,01CV или 3 мкА, что больше, через 2 мин после достижения номинального напряжения
  3. OpenStax. University Physics Volume 2, section 9.1: Electrical Current — ток — заряд, прошедший за время: I = ΔQ / Δt
  4. Fluke. 114, 115 and 117 True-rms Multimeters, Users Manual (PN 2572573, July 2006, Rev. 1, 2/07) — перед измерением сопротивления, прозвонкой, проверкой диодов и ёмкости снять питание со схемы и разрядить все высоковольтные конденсаторы

Нашли ошибку?

Смотрите также