Jedes elektronische Element wird zusätzlich zu seiner Hauptcharakteristik (z. B. Kapazität) durch eine Reihe von Indikatoren beschrieben, die den physikalischen Merkmalen der Struktur zugeordnet sind. Der ESR eines modernen Kondensators ist sein äquivalenter Widerstand in Reihe. Für den kompetenten Einsatz dieses Elements in elektronischen Impulsschaltungen ist es wichtig zu wissen, was es ist und wie es in Berechnungen und in der Praxis berücksichtigt wird.
Reale Parameter des Kondensators
Bevor Sie einen typischen Kondensator (einfach oder elektrolytisch) in Arbeitskreisen verwenden, sollten Sie sich zunächst mit einer Reihe seiner Eigenschaften vertraut machen.
Die folgenden typischen Parameter werden verwendet, um ein reales Kondensatorelement zu beschreiben:
- R ist der Widerstand gegen den Strom des Dielektrikums zwischen den Platten.
- C ist die Kapazität des Kondensators.
- ESR ist der Parameter, den wir berücksichtigen.
- ESI (oder ESL) ist die reduzierte Induktivität (Foto unten).
In dieser Liste interessiert uns nur das dritte Element, die Notwendigkeit zu berücksichtigen, die mit dem Aufkommen von Impulswandlern entstanden ist. Relativ hohe Frequenzen zwangen die Entwickler, auf den ESR von Kondensatoren zu achten, bei dem Verluste nicht mehr vernachlässigt werden konnten (wie dies früher bei Niederfrequenzschaltungen der Fall war).
Formel zur Berechnung
Der Parameter, den wir betrachten, wird durch die folgende Formel bestimmt:
Hier ist der erste Term der Widerstand der Aluminiumplatte, der zweite ist der gleiche Indikator, jedoch in Bezug auf die Elektrolytplatte. Der dritte Term entspricht dem Widerstand des Dielektrikums und der vierte dem gleichen Parameter für die Arbeitsanschlüsse.
Elektrolyte und Messung des gewünschten Indikators
Beachten Sie, dass sich ESR in den meisten Fällen speziell auf Elektrolyte bezieht, deren Eigenschaften beim Erhitzen zu "schweben" beginnen. Übermäßige Hitze ist die häufigste Ursache für unnatürliche Alterung eines Kondensators und dessen anschließende "Quellung".
Gleichzeitig beginnt der ESR-Indikator zu wachsen, obwohl seine Kapazität innerhalb des Nennwerts bleibt. Es ist nicht sehr bequem, den Taschenrechner zu verwenden und den erforderlichen Wert jedes Mal zu berechnen, wenn Sie seinen Wert bestimmen müssen. Es ist viel einfacher und bequemer, es mit modernen Instrumenten zu bestimmen, die speziell für die Widerstandsmessung entwickelt wurden.
Verlustmessung
Um auf diese Weise ein Ergebnis zu erhalten, benötigen Sie ein LCR-Messgerät eines chinesischen oder eines anderen Herstellers (Foto unten).
Mit seiner Hilfe ist es möglich, nicht nur die Kapazität des gesteuerten Elements, sondern auch den Widerstand bei einer relativ hohen Frequenz zu messen. Danach muss der Benutzer es nur noch mit den für dieses Schema zulässigen Werten vergleichen, die in speziellen Tabellen angegeben sind.