Иногда возникает необходимость проверки электронных элементов, в том числе и конденсаторов.
По разнообразным причинам конденсаторы выходят из строя, это может быть внутреннее короткое замыкание, увеличение тока утечки пробой конденсатора в следствие превышения максимально допустимого напряжения или же обычное уменьшение емкости - причина которая со временем постигает почти все электролитические конденсаторы.
Методы проверки конденсатора, мы рассмотрим, довольно простые, здесь главное умение пользоваться тестером или мультиметром и правильно применять данную инструкцию.
Для начала необходимо знать что все конденсаторы разделяются на полярные и неполярные. К полярным относятся электролитические конденсаторы, к неполярным все остальные.
Полярные конденсаторы в схеме должны стоять таким образом чтоб на обозначенном минусовом выводе был минус питания, а на плюсовом контакте плюс, только так ы не иначе.
Если нарушить полярность то минимум что будет это конденсатор выйдет из строя, но при достаточном напряжение он вздуется и взорвется, для того чтоб при аварийной ситуации конденсатор не разрывало на осколки, в импортных конденсаторах, в верхней части корпус сделан с тонкого материала и нанесены специальные разделительные прорези, при взрыве такой конденсатор просто выстреливает вверх и не задевает при этом элементы вокруг себя.
Проверка конденсаторов
Перед проверкой конденсатор необходимо обязательно разрядить
любым металлическим предметом закоротив его выводы, и так перед каждой проверкой.
Если проверяемый конденсатор находится на плате, необходимо хотя бы один его вывод освободить от схемы и приступить тогда уже к замерам. Но так как большинство современных конденсаторов имеют достаточно низкую посадку - лучше конденсатор выпаять полностью.
Проверка конденсатора мультиметром
С помощью мультиметра можно проверить практически любой конденсатор по емкости больше 0.25 микрофарад.
Полярность конденсатора обозначена на корпусе в виде поздовжной полосы с знаками минус - это минусовой вывод конденсатора.
И так выставляем тестер в режим или прозвонки или сопротивления. Мультиметр в таком режиме будет иметь на своих щупах постоянное напряжение.
Касаемся щупами контактов конденсатора и видим как показатель сопротивления плавно растет - конденсатор заряжается.
Скорость заряда будет напрямую зависеть от емкости конденсатора. Через определенное время конденсатор зарядится и на дисплее мультиметра будет значение "1" или по другому говоря "бесконечность" это уже говорит о том что конденсатор не пробит и не замкнут.
Но если при касание щупами контактов конденсатора мы сразу наблюдаем значение "1" то это говорит об внутреннем обрыве - конденсатор не исправен.
Бывает и другое, значение "000" или близкое очень малое значение которое не меняется (при зарядке) иногда мультиметр пищит, это говорит о пробое или коротком замыкание пластин внутри конденсатора.
Неполярные конденсаторы проверяются довольно просто, тестер выставляем в режим измерения сопротивления (мегаОмы), касаясь щупами контактов конденсатора - сопротивление должно быть не меньше 2 МегОм. Если наблюдается меньше то конденсатор неисправен, но убедитесь что вы в момент замера не касались пальцами щупов.
Проверка конденсаторов стрелочным тестером
Проверяя стрелочным прибором. Суть проверки та же что и мультиметром, но здесь можно уже более наглядно наблюдать процесс зарядки конденсатора потому как мы видим отклонения стрелки а не мигающие цифры на дисплее.Исправный конденсатор при контакте с щупами, не забываем разряжать, должен сначала отклонить стрелку а затем медленно и плавно возвращать стрелку назад, скорость возврата стрелки будет зависеть от емкости конденсатора.
Если стрелка не отклоняется или же отклонившись не возвращается это говорит о явной неисправности конденсатора.
Но если емкость конденсатора очень мала, "зарядки" можно и не заметить - практически сразу же стрелка уйдет в бесконечность, то есть не сдвинется с места. Для конденсатора же более 500 микрофарад - такая картина практически сразу же будет говорить о внутреннем обрыве.
Хорошим способом будет проверка заведомо исправного конденсатора (для наглядности) и сравнение с испытуемым. Такой способ даст возможность более уверено ответить на вопрос - рабочий ли конденсатор?
Проверка переменным напряжением
Так как невозможно наблюдать столь быстрый процесс заряда для проверки конденсаторов малой емкости есть специальный способ который с точностью определит нет ли обрыва в нем.Собирается небольшая схемка состоящая с последовательно соединенных конденсатора, амперметра переменного тока и токоограничительного резистора.
Соединенную цепь подключают к источнику переменного напряжения, с напряжением не больше 20% от максимального напряжения конденсатора.
Если стрелка амперметра не отклоняется это говорит об внутреннем обрыве конденсатора
Проверяем емкость конденсатора
Для проверки емкости нам нужно убедится что реальная емкость конденсатора соответствует указанной на его корпусе.Все электролитические конденсаторы со временем (в процессе работы) "подсыхают" и теряют свою емкость, это естественный процесс и для каждой конкретной схемы существуют свои припуски и отклонения.
Проверяют емкость мультиметром в режиме "Cx" выбирают примерную емкость с максимальным пределом.
Конденсатор разряжают об металлический предмет, например пинцет и вставляют в гнездо проверки конденсаторов.
Для более точных показаний необходимо следить за тем чтоб в мультиметре стояла новая и не розряженая "крона".
Применяют и специальные приборы внешне схожие с мультиметром, которые специализированы конкретно для проверки конденсаторов и имеют достаточно широкий диапазон измерений емкости, от единиц пикофарад до десятков тысяч микрофарад, не каждый профессиональный мультиметр может похвастаться и половиной того диапазона емкостей.
Но если у вас под рукой нет ни мультиметра ни "микрофарадметра" можно достаточно приблизительно замерить емкость стрелочным омметром
.
Как писалось выше, конденсатор заряжают прикасаясь щупами к его контактам - "засекаем" время отклонения стрелки назад и сравниваем время с заведомо исправным (новым) конденсатором, если время сильно не отличается то емкость в пределах нормы и конденсатор исправен.
Таким же способом можно определить ток утечки конденсатора
. Для этого конденсатор щупами заряжают до отклонения стрелки назад.
С интервалом несколько секунд (зависит от емкости) щупы прикладывают снова, если стрелка снова проделывает такой же весь путь то это говорит о повышенном токе утечки и уже частичном неисправности конденсатора. В исправного же конденсатора в течение несколько секунд, чем больше емкость тем больше времени, должен сохранятся "заряд" и стрелка уже не должна показывать столь низкое сопротивление вначале как при первой зарядке.
"Зарядка напряжением"
.
Такой способ проверки аналогичной ситуации подходит для более высоковольтных конденсаторов так как на малом напряжение (от тестера) может быть не понятна вся ситуация.
И так суть способа заключается в том что конденсатор заряжают от источника постоянного напряжения, для этого напряжение выбирают немного меньше максимального и заряжают контакты конденсатора, как правило хватит 1-2 секунды. После чего "зарядку" отсоединяют и мультиметром измеряют напряжение на контактах конденсатора, оно должно быть практически таким же что и использовалось при зарядке, если это ни так и оно сильно занижено то у конденсатора большой ток утечки и он неисправен.
Мултиметром наблюдают напряжение в течение некоторого времени, конденсатор будит плавно терять напряжение, скорость будит зависеть от емкости и ESR (внутреннего сопротивления).
Как проверить конденсатор без приборов?
В некоторых ситуациях при отсутствие омметра или вольтметра, исправность электролитического конденсатора можно проверить только лишь при наличие источника подходяще допустимого напряжения. Конденсатор в течение 1-2 секунд заряжают, а затем нужно замкнуть его контакты металлической отверткой.
У исправного конденсатора должна появится яркая искра. Если же она тусклая или же едва заметная то это говорит о том что конденсатор неисправен и плохо держит заряд.
Прежде чем говорить о проверке конденсаторов, давайте коснемся теории вопроса: что это за компонент, какие бывают и для чего используются?
Итак, конденсатор - это пассивный электронный компонент, работающий по принципу батарейки, которая способна очень быстро заряжаться и разряжаться, аккумулируя в себе, таким образом, некоторое количество энергии. Боле научно можно сформулировать следующим образом: конденсатор - это два проводника (обкладки), разделенные изолятором, служащий для накопления заряда и энергии электрического поля.
Примечание : обкладки (проводники внутри корпуса) могут быть выполнены из различных материалов, иметь разную форму и толщину. То же самое касается и изолятора между ними. Сути дела это не меняет.
Кратко рассмотрим принцип работы конденсатора. В обычных условиях, любые вещества (в том числе и проводники) электрически нейтральны. Что это значит? А то что в их структуре примерно равное количество электронов (отрицательно заряженных частиц) и протонов (положительно заряженных). Поскольку нас, применимо к данной теме, будут интересовать, в первую очередь, проводники, то их и рассмотрим.
Итак, в проводнике имеется множество хаотично перемещающихся частиц, которые "бродят" между атомами вещества, подобно молекулам воздуха в помещении. Если окружить этот кусок вещества электрическим полем, то эти частицы отреагируют на это, оттянувшись к его полюсам. Отрицательные (электроны) соберутся у одного полюса, а положительные (протоны) - у другого. Стоит убрать поле, и заряженные частицы снова рассеются по всему объему вещества и равномерно перемешаются.
Теперь представим себе такую ситуацию: перед снятием поля мы это "вещество" разрежем (разделим) на две части. Что получится? В каждой из половин окажутся "заперты" частицы с разным зарядом! В каждой из половинок один из зарядов будет доминирующим, поэтому ее потенциал станет положительным или отрицательным. А напряжением будет называться разница между потенциалами обеих половинок.
Теперь самое интересное: если соединить проводником два наши изолированные половинки, имеющие напряжение между собой, то по проводнику побежит ток - заряженные частицы устремятся навстречу друг другу, чтобы равномерно перемешаться. Вот примерно так и выглядит принцип работы конденсатора:)
Продолжим! В зависимости от состояния электролита внутри и материала снаружи (из которого они сделаны), конденсаторы могут быть сухими (твердотельными), жидкостными (электролитическими), оксидно-полупроводниковыми, оксидно-металлическими. В зависимости от диэлектрика (изолятора): бумажными, металлобумажными, плёночными, комбинированными бумажноплёночными, тонкослойными из органических синтетических плёнок.
Все это разнообразие реализации приводит к тому, что мы имеем достаточно большую разновидность типоразмеров конденсаторов и их видов.
Нас же, в первую очередь, будут интересовать электролитические конденсаторы, поскольку именно их нам, скорее всего, придется проверять с помощью мультиметра.
Емкость конденсатора зависит от площади проводников и расстояния между ними. Чем они к друг другу ближе расположены, тем больше емкость. Измеряется емкость в "фарадах". Но поскольку Фарада - это очень много, то все решили измерять емкость конденсаторов в микрофарадах (mF). Чтобы добиться большой емкости (при относительно небольшом размере элемента), нужно хорошенько постараться! В миниатюрный корпус нужно поместить проводники с большей общей площадью поверхности, и, для экономии места, разделить их как можно более тонким слоем изолятора.
В качестве обкладок (проводников) используется тонкая алюминиевая фольга. Две ленты фольги плотно складываются и сворачиваются в рулон. Поэтому они взаимодействуют не просто по всей своей площади, но еще и по обеим сторонам. Фольга покрывается с одной стороны микроскопическим слоем окисла, выступающего в роли изолятора.
Между лентами фольги находится специальная (очень тонкая) бумага, пропитанная электропроводящей жидкостью (электролитом). Жидкость смачивает фольгу, плотно прилегая к ней, поэтому несмотря на наличие бумаги, обкладки конденсатора оказываются разделены всего лишь несколькими молекулами окисла. Вот за счет всех этих ухищрений и получается столь большая емкость у такого относительно небольшого по размерам изделия.
Схематически сказанное нами выше можно отобразить следующим образом:
Примечание : общую емкость конденсаторов можно увеличить путем их параллельного включения (соединения) на печатной плате. Этот не хитрый ход объединяет емкости всех конденсаторов на ней расположенных. Также надо учитывать тот факт, что емкость может изменяться в зависимости от состояния диэлектрика. Например, если изолятор отсыреет, то емкость элемента уменьшится.
Добавлю несколько ремарок по поводу схемы выше. Часто можно услышать словосочетание «катодная фольга» и «анодная фольга». Катод - это отрицательно заряженный проводник, а анод - положительно заряженный.
Помните, в начале статьи мы говорили о том, что разнонаправленные по своему заряду частицы притягиваются к разным полюсам вещества? Вот это оно и есть: катодная и анодная фольга (отрицательно и положительно заряженные проводники). Также на схеме не показан резиновый уплотнитель (он находится сразу за выводами конденсатора). На фото ниже - несколько разобранных емкостей, на которых он отчетливо виден.
Итак, мы поговорили о том, что такое конденсаторы, как они работают и устроены. Теперь рассмотрим, какие же функции они выполняют?
Две их основные функции:
- сохранение и поддержка электрического заряда
- сглаживание напряжения в электрической цепи
Рассмотрим каждый из пунктов более подробно. Поскольку, как мы помним, конденсатор может очень быстро накопить (зарядиться) и отдать заряд (разрядиться), то он может, таким образом, компенсировать кратковременную потерю напряжения в близлежащем узле электрической схемы.
Приведем пример: возможно Вы были свидетелем ситуации, когда в помещении с большим количеством компьютеров случался кратковременный скачок напряжения в электросети. Свет, как говорят в народе, "мигнул". После этого, как правило, почти все компьютеры перезагружаются, но некоторые работают, как ни в чем не бывало! Это просходит, прежде всего, из-за качественных конденсаторов в их . Конечно, при полном отсутствии тока в сети хотя бы на протяжении нескольких секунд, все компьютеры выключаться. Здесь уже никакие, даже самые замечательные, конденсаторы не помогут и нужен полноценный - UPS.
В процессе работы в "дебрях" системного блока нашего компьютера бывают и такие ситуации: одной из комплектующих ПК при выполнении той или иной задачи кратковременно нужно больше энергии. Забирать ее у блока питания "долго" (она нужна здесь и сейчас), да и провода по которым идет ток имеют свой коэффициент сопротивления, что также не способствует моментальной доставке импульса в нужную точку. Тут на помощь снова приходят конденсаторы, расположенные рядом. Они могут разрядиться, обеспечив необходимую мощность, и почти мгновенно снова набрать заряд.
Вторая функция: сглаживание напряжения в сети. Расшифруем это дело. Качественный конденсатор - это отличный подавитель высокочастотных (ВЧ) и низкочастотных (НЧ) помех, всякого рода пульсаций и скачков напряжения. К помехам часто приводит, к примеру, параллельная работа в одной электрической сети других устройств: вентилятора, кондиционера, обогревателя и т.д.
Часто, конденсатор используют в качестве фильтра (для сглаживания пульсаций напряжения). Поэтому часто можно услышать словосочетание «сглаживающие конденсаторы». Практически всегда в качестве фильтров конденсаторы используются в блоках питания персональных компьютеров. Как мы помним, имеет частоту в 50 Герц (направление движения электронов в этом случае за 1 секунду меняется 100 раз). С точки зрения требования к питанию компьютера - совершенно неприемлемая ситуация!
Поэтому, прежде чем приступить непосредственно к сглаживанию импульсов, напряжение нужно "выпрямить" (из переменного преобразовать в постоянное). Как мы помним из предыдущих материалов, именно такое "живет" внутри нашего . Для преобразования напряжения внутри блока питания используется схема выпрямителя, состоящая из силового трансформатора, выпрямителя и фильтра на его выходе. В роли последнего и выступают конденсаторы, которые сглаживают остаточные переменные составляющие.
Теперь, наконец-то, мы вплотную подходим к основной теме нашей статьи: проверке конденсаторов с помощью мультиметра. Поверьте, там быстрее показать все это в нескольких коротких видеороликах (что мы и сделаем ниже), чем писать много текста. Именно поэтому и получилось такое героическое вступление, иначе статья бы получилась маленькая-маленькая:)
Итак, перечислим основные неисправности конденсаторов. Их можно выделить пять:
- Потеря емкости (высыхание)
- Увеличение тока утечки
- Увеличение активного сопротивления (ESR)
- Пробой
- Обрыв
Все подробно рассматривать не будем, перечислим только встречающиеся наиболее часто. Я опишу и покажу, как делаю я, возможно, кто-то проверяет конденсаторы по другому?
Возьмем в руку два не рабочих элемента. Ну, как не рабочих? Они-то, именно что работают, но весь вопрос в том КАК? На фото ниже, один из них явно не в порядке (правый), а вот левый - нормальный (с виду), но имеет абсолютно ту же проблему, что и его "сосед" - потерю емкости. Как следствие - конденсатор не "держит" заряд.
Гарантируемый срок службы электролитического конденсатора означает, что его штатная (номинальная) емкость в течение указанного срока не превысит допустимого (расчетного) отклонения. Как правило, такое отклонение составляет не более 20-ти процентов.. Превышение срока службы элемента не говорит о том, что он прекратит работать в принципе. Он продолжит свою работу, но значение его емкости уже выйдет за пределы, указанные в технической документации, а это, как мы понимаем, не есть хорошо и, со временем, может привести к разным неприятным последствиям.
Обратите внимание на фото ниже. На нем показано цифровое табло моего мультиметра с помощью которого я обычно проверяю конденсаторы. мы разбирали в одной из наших предыдущих статей, поэтому не будем лишний раз повторяться.
Давайте сделаем так: сначала я кратко опишу, что и как для подготовки измерений выставлять на мультиметре, а затем продублирую весь процесс в небольшом видео. Думаю, так будет понятно и максимально наглядно? Проверку начнем с исправного элемента (эталонного образца), а потом вернемся к нашим "подопытным" из фото выше.
Я проверяю конденсаторы в режиме "прозвона" на короткое замыкание (позиция на диске мультитестера под номером «1 »). При отсутствии данного режима можно перевести прибор в состояние измерения сопротивления: его значок на фото ниже для наглядности обведен треугольником. Проводить измерения можно выставив переключатель в значение 2 Килоома (2000 ОМ или 2к). На фото обозначен под номером «2 ».
Мультитестер к работе подготовили. Что нам нужно сделать дальше? Черный (минусовый) щуп прибора приложить к минусовому проводнику, а красный (плюсовой) к его положительно заряженному полюсу. Как определить полярность конденсатора мы писали , так что не будем повторяться. В принципе, если и перепутаете ничего страшного не произойдет:)
Приложив щупы к выводам (ножкам) конденсатора мы, таким образом, начнем его заряжать. На табло мультиметра в этот момент мы увидим увеличивающиеся цифры (значение сопротивления элемента). Когда показатели выйдут за допустимый предел измерения самого мультиметра (в данном случае, - два мегаома: 2M ), мы увидим в правой части экрана прибора цифру «1 ».
Подобное "поведение" мультиметра и будет означать, что проверка конденсатора прошла успешно и он исправен. Подержите на нем щупы еще некоторое время (секунд 10-15), дав ему окончательно зарядиться. Теперь можно перевести наш измеритель в режим измерения постоянного тока (достаточно будет предела в 20 Вольт) - на фото выше обведено квадратом, и "снимите" показания заряда с выводов.
Примечание : на дешевых цифровых мультиметрах заряд может быть в пределах трех вольт (чуть больше или чуть меньше). На нашем измерителе на работе мы заряжаем их до семи вольт и выше. Если значение напряжения находится в пределах одного вольта или меньше, то это может говорить о том, что емкость не заряжается и подлежит замене.
Чтобы разрядить конденсатор (перед повторным тестом или установкой на плату) просто замкните чем-то металлическим (можно прямо одним из щупов) между собой его "ножки", как показано на фото ниже.
Теперь, как и договаривались, размещу несколько небольших видео, где будет показан весь, описанный нами выше, процесс. Начнем с рабочего (эталонного) элемента:
Примечание : по правильному замер нужно проводить не касаясь выводов пальцами (так мы вносим в конечный результат погрешность за счет сопротивления собственного тела), но для примера - сгодится:)
Теперь проверим конденсатор, который не исправен. Помните, тот зеленый, со вздувшейся крышкой?
Обратите внимание, что проверяем мы его в режиме измерения сопротивления со значением 2k (2000 ОМ) на шкале. Видите, как медленно (по сравнению с предыдущим) он заряжается? В какой-то момент этот процесс просто останавливается и даже начинает идти в обратную сторону (он разряжается). Это - яркий признак неисправности!
Теперь проверим мультиметром конденсатор, который с виду ничем не отличался от обычного (ни сверху ни снизу нет характерных вздутий, вытеканий электролита и т.д.) Также обратите внимание на результат замера напряжения после его зарядки - всего 0.56 Вольта!
Вы можете спросить: существует ли какая-то профилактика конденсаторов, чтобы предотвратить их преждевременный выход из строя? Ответ будет: существует! Срок службы электролитического конденсатора можно достаточно ощутимо продлить, снизив его рабочую температуру. Закономерность приблизительно следующая: время "жизни" (исправной работы) элемента будет увеличиваться вдвое при снижении его рабочей температуры на каждые 10 градусов Цельсия. Помните, - паршивая вещь! Боритесь с ним нещадно! :)
Примечание : правило, описанное выше, действует только до 40-ка градусов. Дальнейшее снижение температуры не приводит к такому ощутимому эффекту.
После того, как все проверите, просто на новый (исправный).
Также я хочу познакомить Вас с одним очень полезным прибором, который идеально подходит для работы с конденсаторами в радиоэлектронной аппаратуре. Называется он «ESR-micro v4.0s ».
Примечание : ESR - (Equivalent Series Resistance - Эквивалентное Последовательное Сопротивление - ЭПС) - один из параметров конденсатора, характеризующий его активные потери в цепи.
Довольно часто бывает так, что чисто визуально к элементу нет никаких претензий: он не вздутый, выглядит нормально, но на самом деле - неисправен (частично потерял емкость, имеет большой ток утечки и т.д.). Вот тут нам и пригодится подобный замечательный измеритель емкости ESR-micro v4.0s. Что интересно, прибор позволяет проводить измерения без демонтажа (выпаивания) емкости из печатной платы!
Внимание! Перед проверкой на ESR измерителе (установке элемента непосредственно в прибор) обязательно разрядите его, замкнув выводы. В противном случае есть вероятность того, что он, сохранив накопленный заряд, разрядится на сам измеритель! А это может вывести прибор из строя. Особенно это касается элементов большой емкости.
На работе мы пользуемся самым простым из подобных тестеров: «GM328A » (стоит долларов десять, питается от 9-ти вольтовой батарейки типа "Крона"). Он может измерять как емкость и ESR конденсаторов, так и трехвыводные транзисторы, резисторы, диоды и т.д. На фото ниже - пример измерения:
Мы меряем конденсатор емкостью 220 Микрофарад (видим что на тестере - 118mF - почти в два раза меньше), также видим ESR (потери) 9.6 - это для данного номинала очень много и значение Vloss 9.9% также завышенное. Да, на фото мы приспособили к измерителю какой-то разъем от монитора для фиксации в нем элементов с короткими "ногами" (выводами), потому как не всегда их удается зажать в фиксирующем модуле самого тестера.
Для того чтобы сориентироваться по допускам касаемо самого ESR, - ниже сводная таблица, где указано: какому номиналу элемента по напряжению должно соответствовать значение утечки.
Напоследок пару слов о такой неисправности элемента, как пробой. В данном случае проверить конденсатор мультиметром очень просто: в режиме "прозвонки" прикладываем щупы к его выводам и если услышим характерный писк - в мусорник его! Один из проводников поврежден или нарушен слой изоляции между соседними обкладками. Элемент однозначно подлежит замене!
Внизу - небольшое видео, рассказывающее о ESR измерителях более подробно.
Мультиметр — функциональный прибор, совмещающий в себе функции сразу трех измерительных устройств — омметра, вольтметра и амперметра. Универсальный тестер используют для замеров напряжения, силы тока и сопротивления на участках цепи.
Неотъемлемым элементом электрической цепи любого прибора выступает конденсатор, который представляет собой две токопроводящие обкладки с противоположной полярностью, разделенные диэлектриком. Главное функциональное назначение элемента состоит в накоплении электрической энергии и сглаживании напряжений в электрической цепи. Двухполюсное устройство применяется в промышленной электротехнике и радиотехнике, используется для создания цепей и колебательных контуров, получения мощного импульса, для хранения цифровых и аналоговых сигналов.
Виды конденсаторов
Конденсаторы могут быть выполнены в форме цилиндра либо в виде плоского элемента. По назначению выделяют такие типы устройств:
- низковольтные;
- пусковые;
- высоковольтные;
- помехоподавляющие;
- импульсные.
Исходя из вида диэлектрика:
- электролитические;
- бумажные;
- керамические;
- пленочные;
- серебрено-слюдяные.
Конденсаторы также подразделяют по способности изменять величину емкости. Существуют три группы устройств:
- с постоянной емкостью;
- переменные конденсаторы;
- подстроечные.
Емкость – это ключевая характеристика, определяющая время 100% зарядки и разрядки устройства, после подключения электроприборов к питающей сети. Показатель накопления энергии зависит от расстояния между проводниками и от их площади. Единица измерения – микрофарады, пикофарады.
Видео о конденсаторах
Как измерить емкость
Традиционно на корпусе конденсатора содержится маркировка с указанием трех основных значений, определяющих тип двухполюсного устройства, это:
- емкость;
- рабочее напряжение;
- допустимое отклонение значения емкости
В тех случаях, когда маркировка на корпусе отсутствует либо возникает потребность узнать не номинальные, а фактические показатели можно измерить емкость конденсатора мультиметром. Для измерения параметров электроцепи применяют аналоговые и цифровые модели.
Рассмотрим процесс замера емкости конденсатора цифровым прибором. Цифровой мультиметр представляет собой корпус, оснащенный информационным табло, регулятором для изменения величин измерения, щупами для измерения показателей.
Для определения фактической емкости посредством мультиметра, оснащенным соответствующей функцией, проверяемый радиоэлемент подключают к измерительному прибору. Регулятор прибора переключают в самый точный диапазон измерения емкости. При появлении на цифровом табло информации о перегрузе, меняют положение регулятора. Переключение диапазонов измерения выполнять до тех пор, пока на экране не появится цифровое значение.
Важно! Перед тем как измерить ёмкость конденсатора мультиметром , необходимо определить тип элемента. Полярные устройства, к которым в первую очередь относятся электролитические конденсаторы, припаиваются к контактам электрической схемы с соблюдением знаков зарядов, то есть положительные к положительным, минусовые к минусовым. При замерах накопленной энергии электролитических конденсаторов подключение клемм цифрового измерительного прибора также выполняют с соблюдением правил полярности. При проверке неполярных керамических, слюдяных, бумажных конденсаторов порядок подключения клемм значение не имеет.
Расчетный способ
Как измерить емкость конденсатора мультиметром, не имеющим функцию определения накопительной возможности устройства? Используется расчетный метод. Для определения показателя понадобится генератор стандартных сигналов. Процесс измерения происходит в следующей последовательности: на генераторе устанавливается определенная амплитуда сигнала в пределах нескольких вольт, измерительный прибор переводят в режим работы микро- либо миллиамперметра переменного тока. Последовательно подключают мультиметр, генератор и проверяемый элемент. Проводят регулировку частоты до достижения значения тока 200 мкА (в режиме микроамперметра) либо 2 мА (в режиме миллиамперметра). После измерения обозначенных параметров переходят к расчетам.
Амплитудное значение напряжения в вольтах делят на √2, для получения фактического параметра. Емкостное сопротивление (в Ом) получают путем деления показания действующего напряжения на значение тока в амперах. Емкость конденсатора рассчитывают по формуле C=1/(2πfR), где:
С – емкость элемента (Ф);
f — частота (Гц),
R — емкостное сопротивление (Ом).
Тестирование конденсаторов
Чтобы проверить полярный конденсатор мультиметром без функции определения емкости на исправность необходимо:
- закоротить ножки радиоэлемента для снятия с него заряда;
- установить переключатель мультиметра в режим «прозвонки»;
- концы щупов прибора подвести к выводам конденсатора с соблюдением полярности;
- удерживая щупы изучить показания прибора.
Если конденсатор с номинальной емкостью более 0,2 мкФ исправен, то на дисплее изначально появиться значение сопротивления, а после цифра «1». Если цифра «1» на мониторе появилась сразу при касании щупов к выводам элемента – имеется внутренний обрыв. Появление на дисплее цифры «0» свидетельствует о замыкании между токопроводящими обкладками.
Диагностику неполярных конденсаторов мультиметром осуществляют путем замера величины сопротивления. Радиоэлемент является исправным при показаниях свыше 2 мегаом, меньшее значение указывает на выход из строя элемента.
Важно! При выполнении замеров следует исключить контакт рук со щупами прибора, во избежание искажений результатов измерения.
В заключение хотелось бы отметить, мультиметр – полезный прибор бытового назначения, позволяющий самостоятельно тестировать элементы электрических схем и измерять определяющие характеристики электроустройств.
Выход из строя такой, казалось бы, простой детали как конденсатор часто приводит к поломке электротехники. Чтобы определить его исправность, даже не понадобится изучать основы электротехники, достаточно знать как проверить мультиметром конденсатор, после чего восстановить работоспособность микроволновки или холодильника не составит труда.
Прежде чем произвести ремонт необходимо определить какая деталь неисправна, для этого нам потребуется цифровой мультиметр, такой как показан на рисунке ниже и паяльник.
Как измерить основную характеристику (емкость)
Не все неисправности конденсатора поддаются тестированию в режиме омметра, например, при обрыве. И если мультиметр показывает бесконечно большое сопротивление полярного элемента, что может является явным признаком его неисправности (при условии правильного подключения), то для неполярных радиодеталей этот способ совершенно не годится.
Проверить потерю номинальной емкости в режиме омметра также невозможно. В этом случае не обойтись без прибора, позволяющего измерять эту характеристику. Как правило цифровые мультиметры позволяют проводить тестирование в пределах от 20нФ до 200мкФ, что вполне достаточно для диагностики.
Мультиметром с данной функцией можно тестировать любые конденсаторы, в том числе и электролитические, при проверке последних следует соблюдать полярность.
Видео: как проверить конденсатор
Для проверки достаточно вставить выводы детали в гнезда Сх, а ручку переключателя прибора установить на необходимый диапазон измерений, после чего параметры емкости отобразятся на дисплее.
Неисправности и причины их возникновения
Вне зависимости от того, какого типа конденсатор бумажный или высоковольтный, он может выйти из строя в результате следующих неисправностей:
- снижение номинальной емкости в результате высыхания;
- ток утечки превышает определенное значение;
- возрастание активных потерь в цепи;
- короткое замыкание обкладок (пробой изолятора);
- потеря контакта между обкладкой и выводом детали (обрыв).
Описанные выше неисправности могут возникнуть в следствие нарушения температурного режима, превышения порога допустимого напряжения, механических повреждений и т.д.
Заметим, что понижением рабочей температуры можно существенно продлить службу практически любого радиоэлемента. Именно перегрев в большинстве случаев становится основной причиной поломки радиодеталей.
Как показывает практика, чаще всего неисправность конденсатора обусловлена коротким замыканием обкладок, то есть пробоем. Расскажем подробно как произвести диагностику в этом случае.
Диагностика неисправностей
Довольно часто выявить пробой радиоэлемента можно в результате визуального осмотра, по характерному вздутию, потемнению, трещинам или другим нарушениям целостности корпуса. В качестве примера на фотографии продемонстрированы такие признаки.
К сожалению, визуально обнаружить неработающий радиоэлемент не всегда удается, вполне нормальная с виду деталь, у которой целый корпус, не имеющий ярко выраженных дефектов, может быть нерабочей из-за внутреннего короткого замыкания.
Перед тем как начать проверять мультиметром неполярный пленочный, керамический, электролитический, smd или sbb конденсатор, следует снять его с платы, поскольку протестировать не выпаивая радиодеталь практически не возможно.
Для справедливости необходимо заметить, что есть несколько способов не прибегать к паяльнику, один из них – замерять сопротивление цепи на плате, но для этого потребуется карта сопротивлений, причем, для конкретной модели сломавшегося устройства, а она не всегда есть даже в официальных сервисных центрах.
Диагностика устройств неполярного типа
При проверке мультиметром нам не понадобится замерять емкость конденсатора неполярного типа, достаточно измерить его сопротивление, оно должно быть бесконечно большим. В случае пробоя прибор покажет его незначительную величину, то есть деталь будет себя вести как обычный проводник электрического тока.
Очередность действий при тестировании следующая:
- необходимо выставить максимальный диапазон измерения в режиме омметра;
- щупами прибора прикасаемся к выводам радиодетали (учитывая тип конденсатора, нет необходимости соблюдать полярность);
- если на табло отображается «1», это указывает нам, что измеряемое сопротивление больше двух мегаом, следовательно, деталь исправна, в противном случае мультиметр покажет какую-либо величину, что означает короткое замыкание внутри радиодетали.
Важный момент! При замере не следует держать щупы прибора за неизолированные места, поскольку в этом случае показания будут недостоверны, вы просто измерите величину сопротивления своего тела.
Тестирование также можно вести в режиме проверки диодов, в этом случае, если существует пробой, прибор обозначит короткое замыкание характерным звуковым сигналом.
Диагностика полярных конденсаторов
Конденсаторы полярного типа (электролитические) проверяются примерно таким же образом, за исключением того, что порог измерения должен быть более 100кОм.
Перед диагностикой необходимо разрядить радиодеталь, для этого достаточно соединить выводы. Высоковольтный конденсатор желательно «закорачивать» через нагрузку, ею может служить сопротивление или обычная лампочка накаливания.
Не убрав заряд, есть высокая вероятность испортить мультиметр, помимо этого, дотронувшись до выводов открытым участком тела, вы разрядите конденсатор через себя, а это довольно неприятное ощущение.
Собственно, наличия искр при разрядке достаточно для того чтобы показать, что устройство исправно.
Для проверки мультиметром конденсатора подсоединяем щупы (при этом необходимо соблюдать полярность), в результате этого электрический ток, поступающий с прибора, будет накапливаться в тестируемой детали. Во время этого процесса мультиметр начнет показывать увеличение сопротивления, что говорит об ее исправности.
Заметим, что более наглядно это выглядит на аналоговых измерительных приборах, в частности, на стрелочных омметрах. Скорость, с которой отклоняется стрелка, позволяет судить о емкости, чем длительней этот процесс, тем она больше.
Метод проверки в режиме омметра относится к косвенным, для получения точной оценки потребуется воспользоваться цифровым мультиметром, который позволяет измерять емкость, например, модель DT890B+.
Ремонт бытовых приборов
Выход конденсаторов из строя приводит к тому, что бытовые приборы перестают функционировать. Описанная выше техника тестирования позволит определить неисправную деталь. После ее обнаружения достаточно произвести замену неисправного элемента, чтобы восстановить работоспособность телевизора, СВЧ печи или пылесоса.
Зная, как проверить мультиметром конденсатор, вы сможете проверить, насколько работоспособен пусковой элемент в генераторе автомобиля или определить неисправность трамблера.
Внимание! Перед тем как приступать к ремонту любых электрических приборов необходимо убедиться, что они отключены от сети питания. Манипуляции с устройствами, находящимися под напряжением, могут стать причиной поражения электрическим током.
Как проверить электролитический конденсатор мультиметром
Все накопители заряда устроены примерно одинаково, только с применением разных материалов. Например, электролитические конденсаторы имеют две пластины из алюминиевой фольги (электроды), а между ними диэлектрик, материал с большим сопротивлением.
В качестве диэлектрика в электролитических конденсаторах используется бумага пропитанная электролитом, а для неполярных пленочных конденсаторов диэлектриком является керамика, стекло. Сопротивление бумаги ниже, чем керамики, поэтому электролитические конденсаторы имеют больший ток утечки (саморазряд) по сравнению с пленочными накопителями заряда.
В случае замыкания пластин выделяется тепло, испаряется электролит и происходит взрыв, который выворачивает все внутренности накопителя заряда. Чтобы электролитические конденсаторы не взрывались, на торце его корпуса выдавливается крест. При закипании электролита разрывается торец корпуса по линии креста и пары электролита выходят наружу, не разрывая корпус.
Поэтому на некоторых неисправных конденсаторах образуется вспучивание на торцах корпуса. По типу конденсаторы разделяется на полярные и неполярные. Полярные электролитические конденсаторы работают только при правильном подключении плюса и минуса к маркированным выводам конденсатора. В противном случае накопитель заряда выходит из строя.
Существуют также и электролитические неполярные конденсаторы, которые предназначены для работы в сетях переменного напряжения. Накопители пленочного типа относятся к неполярным емкостям. Соблюдение полярности в схемах для них не обязательно. Состояние конденсатора проверяется мультиметром на сопротивление или в режиме измерения емкости некоторыми мультиметрами (если имеется такой режим).
Сопротивление диэлектрика электролитического конденсатора меняется от 100 Ком до 1 Мом. Перед проверкой электрического конденсатора нужно его разрядить. Если конденсатор небольшой емкости, то разрядить его можно, замкнув металлической отверткой вывода. Когда емкость большая и его номинальное напряжение высокое, разряжают накопитель через резистор 10 Ком, держа сопротивление инструментом с изолированными ручками.
Разряжать конденсаторы нужно в целях безопасности (особенно высоковольтные) и сохранения работоспособности мультиметра. Оставшееся напряжение на накопителе легко может вывести из строя измерительный прибор. При проверке электролитического полярного конденсатора мультиметром щупы прикладывают к его выводам в соответствии с полярностью, плюс прибора к плюсу накопителя.
Величину измеряемого сопротивления на приборе ставят от 100 Ком до 1 Мом, в зависимости от величины емкости. Для измерения большой емкости предел измерения сопротивления ставят 1 Мом. В начале измерения мультиметр покажет небольшое сопротивление, которое достигнет наибольшего значения при полной зарядке конденсатора. Если дисплей покажет ноль, значит неисправность ёмкости в коротком замыкании, а единица указывает на обрыв выводов.
Работоспособность ёмкости можно проверить, если зарядить ее от источника питания и замерить величину напряжения накопителя мультиметром. Если его рабочее напряжение 25 В, заряжают емкость от источника напряжением 9 — 12 В, в соответствии с полярностью. Показания на дисплее снимаются в момент прикосновения щупов к выводам ёмкости, потому что емкость начинает разряжаться через мультиметр, и напряжение будет падать.
Как проверить пусковой неполярный керамический конденсатор мультиметром
Электролитический неполярный конденсатор используется в схеме запуска однофазного и трехфазного электродвигателей в однофазной сети. Этот конденсатор можно проверить мультиметром таким же способом, как и электролитический полярный накопитель заряда. Для него полярность мультиметра, при проверке работоспособности не имеет значения. Проверяются они на тех же пределах измерения резисторов, что и полярные ёмкости.
Проверка конденсаторов мультиметром V 890D в режиме измерения емкости
Керамические емкости имеют диэлектрик с большим сопротивлением (керамика, стекло), поэтому при проверке емкости сопротивление должна быть более 2 Мом. Если сопротивление меньше, это говорит о неисправности ёмкости. Таким образом проверяются накопители заряда от 0,25 мкф и выше. Ёмкости ниже 0,25 мкф проверить обычным мультиметром невозможно. Для этих целей имеются измерители LC.
Хотя функцию измерения емкостей до 200 мкф можно встретить в некоторых типах мультиметров. Проверить конденсатор мультиметром не выпаивая из схемы, тоже возможно. При этом необходимо соблюдать полярность при прозвонке и не касаться щупов руками. Погрешность проверки ёмкостей установленных на плате будет выше, так как на заряд накопителя влияют элементы схемы.
Проверить работоспособность емкости приблизительно можно и на искру, т. е. зарядить рабочим напряжением ёмкость, и далее закоротить металлической отверткой с изолированной ручкой ее вывода. По силе разряда можно приблизительно судить о работоспособности ёмкости. При проверке накопителя на искру предназначенных для работы в сети 220 В и выше, нужно предпринимать меры безопасности и разряжать емкости через резистор 10 Ком.
Проверка конденсаторов стрелочным тестером Ц 4353
Стрелочный тестер более удобен при проверке работоспособности накопителей. Стрелка тестера во время измерения емкости плавно перемещается по циферблату, что дает более правильную картину проверки, чем мелькающие цифры цифрового мультиметра. Неисправность накопителей заряда также можно определить визуально по вспучиванию торца корпуса, тёмным пятнам и прожженным отверстиям на элементе.
