Zaloguj się
Wszystkie
12 maja 2026
13
Przypis redaktora: ESR (ang. equivalent series resistance) to „zastępcza rezystancja szeregowa” – jeden z parametrów rzeczywistego kondensatora. Każdy kondensator jest w przybliżeniu szeregowym połączeniem kondensatora idealnego i pewnej pasożytniczej rezystancji, oznaczanej właśnie skrótem ESR.
W wydaniu Silicon Chip z czerwca 2018 roku Tim Blythman przedstawił szerokozakresowy miernik LC o doskonałej dokładności. Miernik, oparty na specjalnie zaprojektowanej nakładce (shieldzie) do Arduino, był prosty w budowie. Jego dokładność została zoptymalizowana dzięki funkcji automatycznej kalibracji oraz kompensacji nieodłącznej pojemności pasożytniczej wnoszonej przez sondy pomiarowe czy nawet piny Arduino.
Przyrząd jest niewątpliwie przydatny do sprawdzania nieznanych elementów. W przypadku kondensatorów elektrolitycznych istotne jest również to, czy mają one małą impedancję dla prądów przemiennych, co wymaga niskiej wartości zastępczej rezystancji szeregowej (ESR).
Ostatnim kompletnym miernikiem ESR opublikowanym w Silicon Chip był miernik „Mk.2” autorstwa Boba Parkera (numery z marca i kwietnia 2004 roku). Pierwsza wersja tego projektu powstała jeszcze w latach 90. Artykuł zawiera szereg informacji na temat wykorzystania kondensatorów w projektach elektronicznych oraz znaczenia znajomości ich wartości ESR.
Pomyślałem sobie, że warto byłoby połączyć funkcje pomiaru LC i ESR w jednym urządzeniu.
Dlaczego ESR jest tak istotny?
Kondensatory elektrolityczne są stosowane tam, gdzie wymagane jest przechowywanie dużych ładunków elektrycznych. Gdy kondensator jest ładowany i rozładowywany, musi do niego wpływać i wypływać prąd. Za każdym razem, gdy ma miejsce przepływ prądu, rezystancja ESR, dołączona niejako w szereg z kondensatorem, powoduje straty energii.
ESR utrudnia również kondensatorowi prawidłowe wykonywanie jego standardowego zadania – wygładzania napięcia. Załóżmy, że kondensator jest ładowany prądem 1 A, a następnie nagle zacznie się rozładowywać prądem również 1 A. Jeśli jego ESR wynosi 1 Ω, to napięcie widziane przez resztę obwodu zmieni się skokowo o (1 A+1 A)∙1 Ω, czyli o 2 V. Wpływ ESR będzie się na przykład objawiał w zasilaczu zwiększeniem tętnień na kondensatorze za prostownikiem.
Duża wartość ESR prowadzi również do nagrzewania się kondensatora elektrolitycznego, co może wpływać na jego pojemność i przyspieszać degradację elektrolitu.
Jednym z najczęstszych objawów uszkodzenia kondensatora elektrolitycznego jest nagły lub stopniowy wzrost jego wartości ESR. Zwiększona ESR kondensatorów może powodować w układzie różnego rodzaju awarie, często trudne do zidentyfikowania. W zasilaczach impulsowych może to być obniżenie lub brak napięcia stabilizowanego, niesprawność filtru, zwiększenie poziomu tętnień albo brak startu. Dlatego podczas testowania kondensatorów elektrolitycznych warto sprawdzać nie tylko ich pojemność, ale również to, czy wartość ESR mieści się w odpowiednim zakresie.
Nowa wersja projektu
Miernik ESR „Mk.2” z marca 2004 roku opiera się na mikrokontrolerze Z86E0412 sterującym dwoma wyświetlaczami siedmiosegmentowymi. Miernik ten był niezwykle popularny, podobnie jak jego poprzednik.
W niniejszej wersji nie staramy się ponownie wynaleźć koła. Stosujemy ten sam układ pomiarowy co w mierniku Mk.2, ale jego wyjście doprowadzamy do Arduino Uno sterującego wyświetlaczem LCD. Zaleta jest taka, że układ pomiarowy można zbudować na stosunkowo małej płytce drukowanej i dołączyć do miernika LC przedstawionego w numerze z czerwca 2018 r.
Pozwoli to otrzymać doskonały przyrząd ogólnego przeznaczenia, który może nie tylko sprawdzać ESR kondensatorów, ale także ich pojemność (do pewnej granicy), ponadto może być używany do pomiaru cewek i nie tylko.
Inna możliwość to uzupełnienie układu pomiarowego modułem Arduino Uno (lub jego klonem) z 4-wierszowym wyświetlaczem alfanumerycznym LCD, dołączonym przez magistralę I²C, i w ten sposób otrzymać samodzielny miernik ESR.
Program, zarówno dla wersji zintegrowanej z miernikiem LC, jak i samodzielnej, jest na stronie www.siliconchip.com.au/Shop/6/234.
Jeśli już zbudowaliście miernik LC, to możecie dołączyć do niego moduł ESR, chociaż prawdopodobnie łatwiejsze będzie zbudowanie całości od zera.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
