Как проверить емкость кабеля

В связи измерение ёмкости относится к измерениям постоянным током. У меня всегда это обстоятельство вызывало улыбку. Всё-таки радиотехническое образование мешает понять, как связисты заставили течь постоянный ток через конденсатор, который такой ток пропускать не должен вовсе. В некоторых книгах описан баллистический метод. По сути это тот же метод, что используется для проверки конденсаторов обычным тестером. По скачку стрелки в момент переключения конденсатора судят о его ёмкости.

На практике все приборы, специально предназначенные для измерения ёмкости, используют генераторы переменного тока. В старых ПКП использовалось специальное реле, которое при включении издавало характерный писк. Сейчас приборы уже не «писчат», вместо реле используются полупроводниковые схемы. Но ток на выходе прибора всё-таки переменный.

Чтобы лучше понять суть измерений полезно вспомнить о физике и конденсаторе.

Чем больше площадь пластин S тем больше ёмкость. И наоборот, чем больше расстояние между пластинами, тем ёмкость меньше. Имеет значение так же то, что находится между пластинами и температура этого диэлектрика, но сползать дальше в физику не буду (читайте классиков).

В кабеле такими пластинами являются жилы кабеля. Чем они длиннее, тем больше площадь S и, соответственно ёмкость. И наоборот, чем больше расстояние между пластинами d, тем ёмкость меньше.

Если мерить этот параметр между жилами многопарного кабеля максимальные значения будут между жилами правильно скрученных пар, ведь они всю длину идут вместе. Эту особенность можно использовать для поиска «разнопарки» или разбитости пар. (Измерения переменным током)

Официально учитывается рабочая ёмкость и ёмкость к земле. Причём нормируется только рабочая ёмкость (измеряется между жилами пары). Для протокола заносится ещё и ёмкость к земле т.е. ёмкость между жилой и экраном. Норм на второй параметр не встречал, но как правило она на 40-50% больше рабочей. (Экран кабеля при этом измерении должен быть заземлён)

Поиск обрывов жил кабеля

Поиск повреждений. С помощью измерения ёмкости довольно неплохо ищутся обрывы. Действительно, если целая пара 78 нФ, а обрывная 16 нФ можно просто разделить второе на первое получим 0,205 или 20,5% от длины целой пары.

В новых приборах есть функции расчёта длины по типу кабеля и мостовая схема сравнения. Так что ответ они выдают сразу в метрах. Казалось бы, только отмеряй, но. Погрешность измерения по ёмкости намного больше измерений по шлейфу и всё это работает при хорошей изоляции измеряемого кабеля.

Меня жизнь научила подходить к этому методу очень осторожно. В поисках обрывов лучше использовать импульсный метод т.е. рефлектометр.

Тем, у кого только ПКП могут посетить эту страницу с методикой работы с ПКП-5

Поиск разбитости пар (разнопарки)

Разбитость, разнопарка, место перепутывания жил. Поиск места разбитости пар измерением ёмкости.

Разбивка пар, разнопарка, битость пар, прослушка. Пониженное переходное затухание. Это ещё один тип повреждений, который можно искать измерением ёмкости. Для поиска места, где спайщики «начудили» с муфтой, а именно оттуда берётся это повреждение, придётся ввести ещё один параметр: ёмкость искусственно разбитой пары. Мерится она так же, как и рабочая ёмкость только жилы берутся от разных пар.

Рабочая ёмкость правильно скрученной пары всегда больше ёмкости искусственно разбитой. Неудивительно, ведь жилы в паре идут всю длину вплотную друг к другу, величина d из рисунка минимальна, значит, ёмкость максимальна.

1. Мерим рабочую ёмкость хорошей пары этого кабеля. Предположим 81 нФ. Обозначу С_норм.

2. Мерим ёмкость искусственно битой, пары. Причём лучше не одной, а нескольких с усреднением. Предположим получилось 62 нФ. Обозначим С_бит.

3. Мерим рабочую ёмкость повреждённой пары. Пускай она будет 70 нФ (у разбитой пары она всегда меньше). И назовётся С_повр.

4. Далее формула:

Этот же метод заложен в некоторых ИРК-ПРО. Довольно большая погрешность и хорош если точно известны все муфты. Часть инструкции к ИРК-ПРО Альфа от «Связьприбор»

РАЗБИТОСТЬ ПАР

Расстояние до разбитости пары (перепутывания жил) проводится стандартным методом сравнения емкостей.
Только для кабеля без вставок!

В режиме ЕМКОСТЬ в Меню 1 выберите пункт — [ОК]. Подключите жилы к входам А, В, С согласно приведенной схеме (неверное соединение даст некорректный результат). Подключив перепутанные провода, нажмите [ОК] и считайте результат с экрана прибора. Примечание: сравнение пар/жил кабеля ВЫКЛЮЧЕНО

Лично я всё же предпочитаю рефлектометр, получается точнее.

Источник

Электрическая емкость кабеля

При включении или выключении постоянного напряжения в кабельной сети, или под действием переменного напряжения, всегда возникает емкостный ток. Длительно емкостный ток существует только в изоляции кабелей, находящихся под воздействием переменного напряжения. Ток проводимости при постоянном токе существует все время, а к изоляции кабеля оказывается приложено напряжение постоянного тока. Более подробно о емкости кабеля, о физическом смысле этой характеристики и будет рассказано в данной статье.

С точки зрения физики, одножильный кабель круглого сечения является по сути цилиндрическим конденсатором. И если принять за Q величину заряда внутренней цилиндрической обкладки, то на единицу ее поверхности придется количество электричества, которое можно вычислить по формуле:

Здесь е — диэлектрическая проницаемость кабельной изоляции.

В соответствии с фундаментальной электростатикой, напряженность электрического поля Е при радиусе r окажется равной:

И если рассмотреть внутреннюю цилиндрическую поверхность кабеля на некотором удалении от его центра, а это будет эквипотенциальная поверхность, то напряженность электрического поля для единицы площади данной поверхности окажется равной:

Диэлектрическая проницаемость изоляции кабеля колеблется в широких пределах, в зависимости от условий эксплуатации и типа примененной изоляции. Так, вулканизированная резина имеет диэлектрическую проницаемость от 4 до 7,5, а пропитанная кабельная бумага — от 3 до 4,5. Дальше будет показано, как диэлектрическая проницаемость, а значит и емкость, связаны с температурой.

Обратимся к Кельвинову методу зеркального отражения. Опытные данные дают лишь формулы для приблизительного вычисления значений емкостей кабелей, и выводятся эти формулы на базе метода зеркального отражения. В основе метода положение о том, что цилиндрическая оболочка из металла, окружающая бесконечно длинный тонкий проводник L, заряженный до величины Q, влияет на этот проводник так же, как провод L1, заряженный противоположно, но с условием, что:

Прямые измерения емкостей дают различные результаты при разных методах измерения. По этой причине емкость кабеля можно условно разделить на:

Cст — емкость статическую, которая получается посредством измерения непрерывным током с последующим сравнением;

Сэфф — эффективную емкость, которую вычисляют на основе данных вольтметра и амперметра при тестировании переменным током по формуле: Сeff = Ieff/ (ωUeff)

С — действительную емкость, которая получается из анализа осциллограммы по отношению максимального заряда к максимальному напряжению во время теста.

В действительности выяснилось, что величина С действительной емкости кабеля практически постоянна за исключением случаев пробоя изоляции, следовательно на диэлектрической проницаемости изоляции кабеля изменение напряжения не сказывается.

Однако влияние температуры на диэлектрическую проницаемость имеет место, и с ростом температуры она снижается до 5%, и соответственно снижается действительная емкость С кабеля. При этом отсутствует зависимость действительной емкости от частоты и формы тока.

Статическая емкость Сст кабеля при температурах ниже 40 °C согласуется со значением его действительной емкости С, и связано это с разжижением пропитки, при более высоких температурах статическая емкость Сст увеличивается. Характер роста отражен на графике, на нем кривая 3 показывает изменение статической емкости кабеля с изменением температуры.

Эффективная емкость Сэфф сильно зависима от формы тока. Чистый синусоидальный ток приводит к согласованию эффективной и действительной емкостей. Острая форма тока приводит к росту эффективной емкости в полтора раза, тупая форма тока — эффективную емкость уменьшает.

Практическое значение имеет эффективная емкость Сэфф, поскольку именно она определяет важные характеристики электрической сети. При ионизации в кабеле эффективная емкость увеличивается.

На приведенном графике:

1 — зависимость сопротивления кабельной изоляции от температуры;

2 — логарифм сопротивления кабельной изоляции от температуры;

3 — зависимость величины статической емкости Сст кабеля от температуры.

Во время производственного контроля качества изоляции кабеля, емкость практически не имеет решающего значения, разве что в процессе режима вакуумной пропитки в сушильном котле. Для низковольтных сетей емкость также не особо важна, но она влияет на коэффициент мощности при нагрузках индуктивного характера.

А при работе в высоковольтных сетях, емкость кабеля крайне важна, и может вызвать проблемы в процессе функционирования установки в целом. Например, можно сравнить установки с рабочим напряжением в 20000 вольт и 50000 вольт.

Допустим, необходимо передать 10 МВА при косинусе фим равном 0,9 на расстояние 15,5 км и 35,6 км. Для первого случая сечение жил с учетом допустимого нагрева выбираем 185 кв.мм, для второго — 70 кв.мм. Первая промышленная установка на 132 кВ в США с маслонаполненным кабелем имела следующие параметры: зарядный ток в 11,3 А/км дал зарядную мощность в 1490 кВа/км, что 25-кратно превысило аналогичные параметры воздушных ЛЭП аналогичного напряжения.

По емкости подземная установка в Чикаго первой очереди оказалась сродни параллельно включенному электрическому конденсатору на 14 МВА, а в городе Нью-Йорке мощность емкостного тока достигла 28 МВА, и это при передаваемой мощности в 98 МВА. Рабочая емкость кабеля оказалась приблизительно равной 0,27 Фарад на километр.

Потери холостого хода, когда нагрузка слаба, вызываются именно емкостном током, порождающим джоулево тепло, а полная нагрузка способствует более эффективной работе электростанций. В разгруженной сети такой реактивный ток понижает напряжение генераторов, по этой причине к их конструкциям предъявляют особые требования. С целью снижения емкостного тока повышают частоту тока высокого напряжения, например во время испытаний кабелей, но это реализовать трудно, и иногда прибегают к нагружению кабелей индуктивными реакторами.

Так, кабель всегда имеет емкость и активное сопротивление по отношению к земле, которые обуславливают емкостной ток. Сопротивление изоляции кабеля R при питающем напряжении 380 В должно быть не менее 0,4 МОм. Емкость кабеля С зависит от длины кабеля, способа его прокладки и т. д.

Для трехфазного кабеля с виниловой изоляцией, напряжением до 600 В и частотой сети 50 Гц зависимость емкостного тока от площади сечения токоведущих жил и его длины показана на рисунке. Для расчета емкостного тока необходимо использовать данные из технических условий изготовителя кабеля.

Если величина емкостного тока составляет 1 мА или меньше, это не влияет на работу электроприводов.

Важную роль играет емкость кабелей в заземляемых сетях. Токи заземления почти прямо пропорциональны емкостным токам и соответственно самой емкости кабеля. Поэтому в крупных мегаполисах токи заземления обширных городских сетей достигают огромных величин.

Надеемся, что этот краткий материал помог вам получить общее представление о емкости кабеля, о том, как она влияет на работу электрических сетей и установок, и почему необходимо уделять этому параметру кабеля должное внимание.

Источник

Электрическая емкость кабеля

Конденсаторы

Конденсатор — это две пластины из проводящего материала, расположенные друг напротив друга, между которым находится слой диэлектрика. В заряженном состоянии обкладки имеют разные потенциалы: одна из них будет положительной, а вторая отрицательной. Электроемкость конденсатора зависит от величины заряда на его обкладках и разности потенциалов, напряжения между ними. Между пластинами возникает электростатическое поле, которое удерживает заряды на обкладках. Формула электрической емкости конденсатора в общем случае:

Если сказать простыми словами, то емкость конденсатора зависит от площади пластин и расстояния между ними, а также относительной диэлектрической проницаемости материала, расположенного между ними. Их различают по используемому диэлектрику:

керамические;
плёночные;
слюдяные;
металлобумажные;
электролитические;
танталовые и пр.

По форме обкладок:

плоские;
цилиндрические;
сферические и пр.

Так как формула площади фигуры зависит от её формы, то и формула ёмкости будет разной для каждого случая.

Для плоского конденсатора:

Для двух концентрических сфер с общим центром:

Для цилиндрического конденсатора:

Как и у других элементов электрической цепи и в этом случае есть два основных способа соединения конденсаторов: параллельное и последовательное.

От этого зависит итоговая электрическая емкость полученной цепи. Расчёты ёмкости нескольких конденсаторов напоминают расчёты сопротивления резисторов в разном включении, только формулы для способов соединения расположены наоборот, то есть:

При параллельном соединении общая электроемкость цепи является суммой емкостей каждого из элементов. Каждый следующий подключенный увеличивает итоговую емкость

При последовательном подключении электроемкость цепи снижается, подобно снижение сопротивления в цепи параллельно включённых резисторов. То есть:

Важно! В параллельной схеме соединения напряжения на обкладках каждого элемента одинаковы. Это используют для получения больших значений электроемкости

В последовательном включении двух элементов напряжения на обкладках каждого из конденсаторов составляют по половине общего напряжения. Для трёх – трети и так далее.

Примечания

Шакирзянов Ф. Н. // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М. : Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 28-29. — 704 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-061-4.
↑ Jackson, J. D. Classical Electrodynamics. — Wiley, 1975. — P. 80.
Binns. Analysis and computation of electric and magnetic field problems / Binns, Lawrenson. — Pergamon Press, 1973. — ISBN 978-0-08-016638-4.
↑ Maxwell, J. C. A Treatise on Electricity and Magnetism. — Dover, 1873. — P. 266 ff. — ISBN 0-486-60637-6.
Jackson, J. D. Classical Electrodynamics. — Wiley, 1975. — P. 128, problem 3.3.
Vainshtein, L. A. (1962). «Static boundary problems for a hollow cylinder of finite length. III Approximate formulas». Zh. Tekh. Fiz.32: 1165–1173.
, с. 509.

Электрический конденсатор

Устройство, предназначенное для накопления электрических зарядов, называется электрическим конденсатором.

Рисунок 1. Модель простейшего конденсатора

Конденсатор состоит из двух металлических пластин (обкладок), разделенных между собой слоем диэлектрика. Чтобы зарядить конденсатор, нужно его обкладки соединить с полюсами электрической машины. Разноименные заряды, скопившиеся на обкладках конденсатора, связаны между собой электрическим полем. Близко расположенные пластины конденсатора, влияя одна на другую, позволяют получить на обкладках большой электрический заряд при относительно невысокой разности потенциалов между обкладками. Электрическая емкость конденсатора есть отношение заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками:

Как показывают измерения, емкость конденсатора увеличится, если увеличить поверхность обкладок или приблизить их одну к другой. На емкость конденсатора оказывает влияние также материал диэлектрика. Чем больше электрическая проницаемость диэлектрика, тем больше емкость конденсатора по сравнению с емкостью того же конденсатора, диэлектриком в котором служит пустота (воздух). Выбирая диэлектрик для конденсатора, нужно стремиться к тому, чтобы диэлектрик обладал большой электрической прочностью (хорошими изолирующими качествами). Плохой диэлектрик приводит к пробою его и разряду конденсатора. Несовершенный диэлектрик повлечет за собой утечку тока через него и постепенный разряд конденсатора.

Длинные линии передачи высокого напряжения можно рассматривать как своеобразные обкладки конденсатора. Емкость провода нужно рассматривать не только относительно другого провода, но также относительно земли, стен помещений и окружающих предметов. Значительной емкостью обладают подводные и подземные кабели ввиду близкого расположения токоведущих жил между собой.

Аккумуляторы и электроемкость

Основными характеристиками аккумуляторных батарей является:

Номинальное напряжение.
Емкость.
Максимальный ток разряда.

В данном случае для определения количественной характеристики времени работы или, говоря простым языком, чтобы рассчитать, на какое время работы прибора хватит аккумулятора, используют величину ёмкости.

В аккумуляторных батареях для описания электрической ёмкости используют следующие размерности:

А*ч — ампер-часы для больших аккумуляторов, например автомобильных.
мА*ч — милиампер-часы, для аккумуляторов для носимых устройств, например смартфонов, квадрокопетров и электронных сигарет.
Вт*часы — ватт-часы.

Эти характеристики позволяют определить, сколько времени работы выдержит аккумулятор при конкретной нагрузке. Для определения электрическую емкость аккумулятора измеряют в кулонах (Кл). В свою очередь кулон равен количеству электричества, переданному аккумулятору при силе тока 1А за 1с. Тогда если перевести в часы, то при токе в 1А за 1 час передается 3600 Кл.

Одним из способов измерения емкости аккумулятора является его разряд заведомо известным током, при этом вы должны замерить время разряда. Допустим, если аккумулятор разрядился до минимального уровня напряжения за 10 часов током в 5А – значит его емкость 50 А*ч

Электроемкость – это важная величина в электронике и электротехнике. На практике конденсаторы применяются практически в каждой схеме электронного устройства. Например, в блоках питания – для сглаживания пульсаций, уменьшения влияния высоковольтных всплесков на силовые ключи. Во времязадающих цепях различных схем, а также в ШИМ-контроллерах для того, чтобы задать рабочую частоту. Аккумуляторы также применяются повсеместно. Вообще задачи накапливания энергии и сдвига фаз встречаются очень часто.

Более подробно изучить вопрос поможет предоставленное видео:

Кратко объяснение изложено в этом видео уроке:

Теперь вы знаете, что такое электрическая емкость, в каких единицах происходит ее измерение и от чего зависит данная величина. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и понятной!

Материалы по теме:

Как определить емкость конденсатора
Что такое электрический заряд
Закон Кулона простыми словами

Электрическая емкость

Электрическая емкость блокировочного конденсатора такова, что через него свободно проходят токи высокой частоты, а токам звуковой частоты он оказывает значительное сопротивление. Телефоны, наоборот, хорошо пропускают токи звуковой частоты и оказывают большое сопротивление токам высокой частоты.

Зависимость удельного объемного сопротивления изоляции от температуры.

Электрическая емкость одножильного кабеля и кабеля с отдельно экранированными жилами — определяется по формуле для цилиндрического конденсатора.

Электрическая емкость нижнего резервуара и связанных с ним элементов относительно земли может быть замерена специальным прибором или рассчитана по времени разряда с помощью сопротивления.

Эквивалентная электрическая схема электродного преобразователя.| Упрощенная эквивалентная, электрическая схема электродного преобразователя.

Электрическая емкость двойного слоя Cgt и СД2 не — зависит от частоты напряжения питания и является функцией концентрации и размера приложенного к электродам потенциала.

Электрическая емкость пары жил высокочастотного кабеля составляет 0 0265 мкф / км при бумажно-кордельной изоляции и 0 0235 мкф / км при стирофлексно-кордельной изоляции.

Электрическую емкость удается теперь минимизировать оптимальным выбором конфигурации разомкнутых краев резонатора, что ведет к увеличению размеров резонатора.

Электрическую емкость измеряют обычно с применением резонансных и мостовых схем. При резонансном методе конденсатор с контролируемой емкостью, включенный параллельно с катушкой индуктивности, образует резонансный контур, настроенный в резонанс с частотой питающего напряжения при определенной начальной емкости преобразователя, которая соответствует наличию или отсутствию контролируемого вещества на заданном уровне. Изменение емкости преобразователя приводит к изменению собственной частоты контура и срыву резонанса. Этот метод используют в большей части емкостных сигнализаторов уровня.

Начальную электрическую емкость изделия при нормальной мпературе определяют при индивидуальном непрерывном разряде i постоянное внешнее сопротивление.

Электрическую емкость аккумуляторных батарей проверяют при 10-часовом режиме разряда.

Зависимость емкости общей измерительной цепи от частоты переменного напряжения ( С0 — емкость при v — — 0.

Электрическую емкость черных пленок измеряют различными методами: по определению времени зарядки ( разрядки) емкости пленки при подаче на нее прямоугольного импульса напряжения , сравнивая падение переменного напряжения на пленке и эталонном конденсаторе , а также с помощью моста переменного тока , Наиболее точные результаты могут быть получены с помощью моста переменного тока с погрешностью до 1 % , кроме того, с его помощью можно одновременно определять и активную составляющую. Основная особенность моста переменного тока для определения электрических параметров пленки состоит в том, что амплитуда переменного напряжения, падающего на ней, не должна превышать 10 — 15 мв. В СССР серийно выпускается мост переменного тока для электрохимических исследований Р-568, который удовлетворяет настоящим требованиям.

Электрической емкостью обладают практически все элементы электрической цепи. Особенно большой емкостью обладают электрические кабели.

Электрической емкостью обладают практически все эле-генты электрической цепи. Особенно большой емкостью об-адают электрические кабели.

Электрическая ёмкость некоторых систем

Вычисление электрической ёмкости системы требует решение Уравнения Лапласа ∇2φ = 0 с постоянным потенциалом φ на поверхности проводников.
Это тривиально в случаях с высокой симметрией. Нет никакого решения в терминах элементарных функций в более сложных случаях.

В квазидвумерных случаях аналитические функции отображают одну ситуацию на другую, электрическая ёмкость не изменяется при таких отображениях. См. также Отображение Шварца — Кристоффеля.

Электрическая ёмкость простых систем (СГС)

Вид	Ёмкость	Комментарий
Плоский конденсатор	εS4πd<\displaystyle <\frac <\varepsilon S><4\pi d>>>	S: Площадьd: Расстояние
Коаксиальный кабель	εl2ln⁡(R2R1)<\displaystyle <\frac <\varepsilon l><2\ln \left(R_<2>/R_<1>\right)>>>	l: ДлинаR₁: РадиусR₂: Радиус
Две параллельные проволоки	εl4arcosh⁡(d2a)=εl4ln⁡(d2a+d24a2−1)<\displaystyle <\frac <\varepsilon l> <4\operatorname \left(<\frac <2a>>\right)>>=<\frac <\varepsilon l><4\ln \left(<\frac <2a>>+<\sqrt <<\frac ><4a^<2>>>-1>>\right)>>>	a: Радиусd: Расстояние, d > 2a
Проволока параллельна стене	εl2arcosh⁡(da)=εl2ln⁡(da+d2a2−1)<\displaystyle <\frac <\varepsilon l> <2\operatorname \left(<\frac >\right)>>=<\frac <\varepsilon l><2\ln \left(<\frac >+<\sqrt <<\frac >>>-1>>\right)>>>	a: Радиус d: Расстояние, d > a l: Длина
Две параллельныекомпланарные полосы	εlK(1−k2)4πK(k)<\displaystyle \varepsilon l<\frac >>\right)><4\pi K\left(k\right)>>>	d: Расстояниеw₁, w₂: Ширина полосk_m: d/(2w_m+d) k2: k₁k₂K: Эллиптический интегралl: Длина
Два концентрических шара	ε1R1−1R2<\displaystyle <\frac <\varepsilon ><<\frac <1>>>-<\frac <1>>>>>>	R₁: РадиусR₂: Радиус
Два шара,тот же самый радиус	εa2∑n=1∞sinh⁡(ln⁡(D+D2−1))sinh⁡(nln⁡(D+D2−1))<\displaystyle <\frac <\varepsilon a><2>>\sum _^<\infty ><\frac <\sinh \left(\ln \left(D+<\sqrt -1>>\right)\right)><\sinh \left(n\ln \left(D+<\sqrt -1>>\right)\right)>>>εa2<1+12D+14D2+18D3+18D4+332D5+O(1D6)><\displaystyle <\frac <\varepsilon a><2>>\left\<1+<\frac <1><2d>>+<\frac <1><4D^<2>>>+<\frac <1><8D^<3>>>+<\frac <1><8D^<4>>>+<\frac <3><32D^<5>>>+O\left(<\frac <1>>>\right)\right\>>=εa2<\displaystyle =<\frac <\varepsilon a><2>>\left\<\ln 2+\gamma -<\frac <1><2>>\ln \left(<\frac >-2\right)+O\left(<\frac >-2\right)\right\>>	a: Радиусd: Расстояние, d > 2aD = d/2aγ: Постоянная Эйлера
Шар вблизи стены	εa∑n=1∞sinh⁡(ln⁡(D+D2−1))sinh⁡(nln⁡(D+D2−1))<\displaystyle \varepsilon a\sum _^<\infty ><\frac <\sinh \left(\ln \left(D+<\sqrt -1>>\right)\right)><\sinh \left(n\ln \left(D+<\sqrt -1>>\right)\right)>>>	a: Радиусd: Расстояние, d > aD = d/a
Шар	εa	a: Радиус
Круглый диск	2εaπ<\displaystyle <\frac <2\varepsilon a><\pi >>>	a: Радиус
Тонкая прямая проволока,ограниченная длина	εl2Λ<1+1Λ(1−ln⁡2)+1Λ21+(1−ln⁡2)2−π212+O(1Λ3)><\displaystyle <\frac <\varepsilon l><2\Lambda >>\left\<1+<\frac <1><\Lambda >>\left(1-\ln 2\right)+<\frac <1><\Lambda ^<2>>>\left+O\left(<\frac <1><\Lambda ^<3>>>\right)\right\>>	a: Радиус проволокиl: ДлинаΛ: ln(l/a)

Определение

Для проводников электрической ёмкостью называется величина, которая характеризует способность тела накапливать электрический заряд. Это и есть её физический смысл. Обозначается латинской буквой C. Она равна отношению заряда к потенциалу, если это записать в виде формулы, то получается следующее:

Электроемкость любого предмета зависит от его формы и геометрических размеров. Если рассмотреть проводник в форме шара, в качестве примера, то формула для расчета её величины будет иметь вид:

Эта формула справедлива для уединенного проводника. Если расположить рядом два проводника и разделить их диэлектриком, тогда получится конденсатор. Об этом немного позже, сейчас давайте разберемся, в чем измеряется электроемкость.

Единица измерения электрической ёмкости — фарад. Если разложить её на составляющие согласно формуле то:

1 фарад =1 Кл/1 В

Исторически сложилось так, что размерность этой единицы выбрана не совсем верно. Дело в том, что на практике приходится работать с величинами электроемкости: мили-, микро-, нано- и пикофарад. Что равняется долям фарада, а именно:

Текст

Эй 152026 Класс б 01 г; 21 е, 29 СССР НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К А писная группа95 штейн н И кий, И, М, Белоцерковск А. Г. Рубинштейн Я ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКО КАБЕЛЯ;УСТРОЙСТВО Д 60961/24-7Совете Министров СССР23 за 1962 г. явлено 16 января 1962 г, за7ам изобретений и открытий приовано в Бюллетене изобретений 3 в Комитет по де ОпубликОдин из известных способов измерения емкости электрического кабеля заключается в периодическом переключении кабеля с цепи заряда от источника постоянного тока в цепь разряда, содержащую электрический измерительный прибор.Недостатком этого способа является использование ручного переключателя, что не обеспечивает достаточную точность измерения.Особенностью устройства для измерения емкости кабеля по этому известному способу является применение в нем непрерывно работающего релейного коммутатора или вибропреобразователя, осуществляющего переключение кабеля с цепи заряда в цепь разряда и обратно. Этим обеспечивается повышение точности измерений при наличии даже весьма значительных утечек в измеряемом кабеле, так как за быстрое время срабатывания измеряемая емкость кабеля не успевает заметно переключиться через шунтирующее сопротивление утечки.Кроме того, введение автоматической коммутации позволяет применить в качестве показывающего прибора обычный магнитоэлектрический гальванометр и получить при этом статическое показание, что делает процесс измерений более простым и удобным.На чертеже, изображающем принципиальную электрическую схему предлагаемого устройства, приняты следующие обозначения: Р, — релейный коммутатор, питаемый прямоугольными импульсами, следующими с частотой 1=10 — 30 га; П, — переключатель пределов измерения; Пз в установочн переключатель; Р, в зарядн сопротивление; Язв разрядное сопротивление; С в измеряем емкость кабеля; С, в образцовый конденсатор; Р в сопротивлен изоляции кабеля; У в источн питания; П — показывающий измерительный прибор магнитоэлектрической системы.152026Через релейный коммутатор Р, емкость периодически заряжается. до напряжения У и разряжается на прибор П. При выполнении усло 1 1вий й,С( — и Я,С — , т. е. при достаточно малых зарядном и разх хфрядном сопротивлениях, прибор интегрирует действующие на него разрядные импульсы и среднее значение тока, соответствующее статическому отклонению указателя, и выражается простой линейной зависимостью:=С,Кгде А — коэффициент, зависящий от степени шунтирования прибора.Порядок измерений следующий. Переключатель П, устанавливается в положение, соответствующее выбранному пределу измерения. Переключатель П, устанавливается в положение 1 и производится калибровка прибора (установка указателя на верхнем пределе шкалы) путем плавного изменения напряжения питания, частоты коммутации или степени шунтирования прибора (соответствующие элементы регулировки).После этого переключатель П, устанавливается в положение 2, и по шкале прибора производится отсчет.Как показывают проведенные эксперименты, практически с приемлемой погрешностью +(1 — 2%) удается измерять достаточно малые участки кабеля (емкостью 10 9 — 10 8 ф) с ухудшенной изоляцией Уменьшение погрешности достигается за счет уменьшения времени заряда и разряда, а также времени переброса коммутирующих контактов.Предмет изобретенияУстройство для измерения емкости электрического кабеля, содержащее источник постоянного тока для зарядки кабеля, электроизмерительный прибор, включенный в цепь разряда, и переключатель, служащий для переключения кабеля с цепи заряда в цепь разряда, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в качестве указанного переключателя применен непрерывно работающий. релейный коммутатор или вибропреобразователь.ипография, пр. Сапунова, 2 Поди. к печ. 15/Х 11 — 62 г,Зак, 3670/15ЦБТИ при Комитете по делам(1 б Объем 0,18 изд. лЦена 4 коп при Совете Министров СССР ., д. 2/6.

Источник

Как проверить емкость кабеля