Что такое конденсатор и зачем он нужен
Конденсатор — специальное устройство. Он применяется для накопления и последующей передачи энергии в электросетях. Также конденсатор может использоваться для хранения информации и некоторых других функций. Имеет определённую ёмкость и малую проводимость.
Многообразие конденсаторов
В автомобилях конденсаторы встречаются:
- В сабвуферах — используются специализированные конденсаторы;
- В усилителях — аналогично сабвуферам;
- В электросетях — в качестве балласта, ограничивающего ток в электроцепи. Используются диэлектрические конденсаторы;
- В различных электросхемах, например, в блоках управления двигателем, кондиционером и другими устройствами. Здесь используются различные виды конденсаторов;
- В датчиках измерения уровня жидкости — конденсаторы-диэлектрики.
Проверка на короткое замыкание
Способ №1: определение КЗ в режиме прозвонки
Как прозванивать конденсаторы мультиметром? Нужно включить мультиметр в режим прозвонки или измерения сопротивления и приложить щупы к выводам конденсатора.
В зависимости от емкости мультиметр либо сразу же покажет бесконечное сопротивление, либо через какое-то время (от нескольких секунд до десятков секунд).
Если же прибор постоянно пищит в режиме прозвонки (или показывает очень низкое сопротивление в режиме измерения сопротивления), то конденсатор можно смело выкидывать.
Способ №2: определение КЗ конденсатора с помощью светодиода и батарейки
Если нет мультиметра (и даже старой советской “цешки” нету), то можно попробовать подключить светодиод или лампочку к батарейке через исследуемый конденсатор.
Т.к. исправный конденсатор имеет ооочень большое сопротивление постоянному току, лампочка гореть не должна. Хотя, если емкость конденсатора достаточно большая, лампочка может вспыхнуть на короткое время (пока конденсатор не зарядится).
Если же светодиод горит постоянно, конденсатор 100% неисправен.
Способ №3: проверка конденсатора лампочкой на 220В
Подходит для высоковольтных неполярных конденсаторов (например, пусковые конденсаторы из стиральных машин, насосов, различных станков и т.п.).
Все что нужно сделать – просто подключить лампу накаливания небольшой мощности (25-40 Вт) через конденсатор. Полярность конденсатора не имеет значения:
Способ позволяет одним выстрелом убить двух зайцев: обнаружить КЗ, если оно есть, и убедиться в том, что конденсатор имеет ненулевую емкость (не находится в обрыве).
При исправном конденсаторе лампочка будет гореть в полнакала. Чем меньше емкость – тем тусклее будет гореть лампочка.
Если лампа горит в полную мощность (точно также как и без конденсатора), значит конденсатор “пробит” и подлежит замене. Если лампочка совсем не светится – внутри конденсатора обрыв.
Способ №3 очень наглядно продемонстрирован в этом видео:
Блок кнопок управления: задачи измерения
Располагается сразу под ЖК экраном. Названия кнопок и их функции собраны в таблицу.
| Наименование кнопки | Функции |
| Range/Delete | Переключение диапазона ручного измерения/очистка информации с удалением данных из памяти. |
| Store | Сохраняет отображаемые данные в памяти прибора с показом символа Sto на дисплее. Длительное нажатие кнопки открывает меню для настройки параметров автоматического сохранения. |
| Recall | Просмотр данных из памяти. |
| Max/Min | При однократном нажатии выводятся минимальное и максимальное значение замеренной величины.Нажатие с удержанием запускает режим PeakHold, учитывающий пиковые значения силы тока и величины напряжения. |
| Hold | Одноразовое нажатие — удержание (фиксация) данных на экране.Двойное нажатие — возврат режима замеров по умолчанию (Esc).Нажатие с удержанием — переход в режим подсветки экрана. |
| Rel | Включает режим замера относительных значений. |
| Hz% | Нажатие с удержанием включает вход в меню настроек системы — режим Setup.Однократное нажатие переключает режимы измерения частоты с коэффициентом заполнения, а также позволяет выбрать направление в меню настроек. |
| Ok/Select/V.F.C. (Кнопка голубого цвета) | Однократное нажатие — включается выбор функций в настройках (режим Select). Нажатие с удержанием — режим замера с фильтрами низких частот. |
Что нужно знать для проверки конденсатора мультиметром
Специалисты знают, что в электротехнике бывают всего две неисправности: есть контакт там, где не надо, и нет контакта там, где это надо. А вот в электронике есть ещё изменение характеристик элементов. Так вот, у конденсатора периодически бывает изменение характеристик, а мультиметр – это прибор, с помощью которого эти неприятности можно обнаружить и даже измерить.
Устройство и принцип работы мультиметра
Лет 25 назад этот прибор был довольно солидных размеров и назывался тестер. С его помощью проводили тестирование (испытания, проверку) электрической цепи на предмет поиска обрыва или ненужного замыкания. Состоял он из гальванометра и набора катушек-сопротивлений с переключателем. Последний позволял выбрать режим измерений – силу тока, величину напряжения или сопротивление цепи.
Современный мультиметр в соответствии со своим названием способен на многочисленные измерения и проверки. Кроме вышеназванных, с его помощью можно проверить работоспособность диодов и транзисторов, а также конденсаторов. Вместо стрелочного гальванометра у него цифровой дисплей, а габаритные размеры и вес стали значительно меньше, чем у старого тестера. Во всех мультиметрах устанавливается 9-вольтовый источник питания типа «Крона».
ФОТО: arduinomaster.ruОбычный цифровой мультиметр. Переключатель в режиме измерения сопротивления ФОТО: arduinomaster.ruАналоговый стрелочный тестер
Особенности конденсаторов в зависимости от вида
Конденсатор – это элемент, способный накапливать электрический заряд. В общем виде он состоит из двух токопроводящих пластин, разделённых диэлектриком (непроводящим материалом). Величина накапливаемого заряда зависит от площади этих пластин и от природы диэлектрика. Свойство накапливать заряд называется ёмкость конденсатора. Основной единицей измерения величины ёмкости является фарад — накопленный заряд в 1 Кулон при напряжении на обкладках 1 Вольт. На практике применяются более мелкие единицы измерения. Они в тысячу, в миллион и в миллиард раз меньше фарада.
ФОТО: stroyday.ruМногообразие видов конденсаторов
Конструирование конденсаторов имеет своей целью повышение ёмкости без увеличения внешних габаритов. В этом причина использования различных материалов для пластин и диэлектриков, а также появление множества видов этого прибора. Для увеличения площади токопроводящих пластин, их изготавливают в виде длинной полипропиленовой металлизированной ленты, свёрнутой в виде цилиндра или сложенной гармошкой с прослойкой ленты диэлектрика. Конденсаторы металлобумажные, бумажные, серебряно-слюдяные и слюдяные устроены именно таким образом.
ФОТО: stroyday.ruСеребряно-слюдяные конденсаторы
По типу диэлектрика различается несколько типов конденсаторов – вакуумные, с газообразным, неорганическим, органическим диэлектриком, электролитические, твердотельные.
Главный отличительный признак у конденсаторов – наличие свойства полярности. У полярных строго определена обкладка, имеющая знак «+», и обкладка, имеющая знак «-». Это обязательно учитывается в схеме их применения и при проверках.
Электролитические конденсаторы являются характерным представителем класса полярных. Они изготовлены в виде алюминиевого цилиндра, в котором свободное пространство между обкладками заполнено электролитом. Эти конденсаторы имеют объёмы от очень маленьких, от долей кубического сантиметра до очень больших – нескольких десятков см³, и большие ёмкости – до тысяч микрофарад, то есть, единиц миллифарад.
ФОТО: stroyday.ruЭлектролитические полярные конденсаторы
Танталовые полярные конденсаторы при малых габаритах имеют высокую ёмкость, но и стоят значительно дороже.
ФОТО: stroyday.ruТанталовые полярные конденсаторы – миниатюрные «капельки» с весьма внушительными показателями ёмкости
Керамические конденсаторы представляют класс неполярных. Они компактны, работают в широком диапазоне напряжений, имеют высокую надёжность и низкую цену.
ФОТО: electroinfo.netНеполярные керамические конденсаторы
Как узнать ёмкость конденсатора
В большинстве случаев емкость прибора указывается в маркировке на корпусе элемента. Однако зачастую существует необходимость определения емкости электронных компонентов с недостаточно четко промаркированными данными.
В таком случае необходимо использование специализированного мультиметра, имеющего в своем арсенале функцию измерения емкости.
В большинстве мультиметров имеется 5 пределов измерения:
- 20 нФ (20nF)
- 200 нФ (200nF)
- 2 мкФ (2uF)
- 20 мкФ (20uF)
- 200 мкФ (200uF)
Такой диапазон измерения емкости элементов позволяет проводить тестирование, как неполярных конденсаторов, так и полярных, то есть электролитических. Сам процесс проведения тестирования выглядит так:
Контрольные щупы прибора переключаются к специальным гнездам измерения емкости (гнезда Сх).
Внимание! При работе обязательно соблюдать указанную полярность контрольных щупов!
Тестируемый образец полностью разряжается.
Контрольные щупы соединяются с местами выводов на тестируемом образце.
Полученное значение и показывает емкость электронного компонента схемы.
В отдельных мультиметрах, вместо специальных гнезд на рабочую панель выведены металлические пластины. Проверка элемента проводится путем присоединения выводов к платинам с соблюдением полярности.
Определение рабочего напряжения конденсатора
Строго говоря, если на конденсаторе нет маркировки и не известна схема, в которой он стоял, то узнать его рабочее напряжение неразрушающими методами НЕВОЗМОЖНО.
Однако, имея некоторый опыт, можно оооочень приблизительно прикинуть «на глазок» рабочее напряжение исходя из габаритов конденсатора. Естественно, чем больше размеры конденсатора и чем меньше при этом его емкость, тем на большее напряжение он расчитан.
Способ №1: определение рабочего напряжения через напряжения пробоя
Если имеется несколько одинаковых конденсаторов и одним из них не жалко пожертвовать, то можно определить напряжение пробоя, которое обычно раза в 2-3 выше рабочего напряжения.
Напряжение пробоя конденсатора измеряется следующим образом. Конденсатор подключается через токоограничительный резистор к регулируемому источнику напряжения, способного выдавать заведомо больше, чем напряжение пробоя. Напряжение на конденсаторе контроллируется вольтметром.
Затем напряжение плавно повышают до тех пор, пока не произойдет пробой (момент, когда напряжение на конденсаторе резко упадет до нуля).
За рабочее напряжение можно принять значение, в 2-3 раза меньше, чем напряжение пробоя. Но это такое… Вы можете иметь свое мнение на этот счет.
Внимание! Обязательно соблюдайте все меры предосторожности! При проверке конденсатора на пробой необходимо использовать защищенный стенд, а также индивидуальные средства защиты зрения. Энергии заряженного конденсатора бывает достаточно, чтобы устроить небольшой ядерный взрыв прямо на рабочем столе. Вот, можно посмотреть, как это бывает:
Вот, можно посмотреть, как это бывает:
Энергии заряженного конденсатора бывает достаточно, чтобы устроить небольшой ядерный взрыв прямо на рабочем столе. Вот, можно посмотреть, как это бывает:
А некоторые типы керамических конденсаторов при электрическом пробое способны разлетаться на очень мелкие, но твердые осколки, без труда пробивающие кожу (не говоря уже о глазах).
Способ №2: нахождение рабочего напряжения конденсатора через ток утечки
Этот способ узнать рабочее напряжение конденсатора подходит для алюминиевых электролитических конденсаторов (полярных и неполярных). А таких конденсаторов большинство.
Суть заключается в том, чтобы отловить момент, при котором его ток утечки начинает нелинейно возрастать. Для этого собираем простейшую схему:
и делаем замеры тока утечки при различных значениях приложенного напряжения (начиная с 5 вольт и далее). Напряжение следует повышать постепенно, одинаковыми порциями, записывая показания вольтметра и микроампераметра в таблицу.
У меня получилась такая табличка (моя чуйка подсказала мне, что это довольно высоковольтный конденсатор, так что я сразу начал прибавлять по 10В):
| Напряжение на конденсаторе, В | Ток утечки, мкА | Прирост тока, мкА |
| 10 | 1.1 | 1.1 |
| 20 | 2.2 | 1.1 |
| 30 | 3.3 | 1.1 |
| 40 | 4.5 | 1.2 |
| 50 | 5.8 | 1.3 |
| 60 | 7.2 | 1.4 |
| 70 | 8.9 | 1.7 |
| 80 | 11.0 | 2.1 |
| 90 | 13.4 | 2.4 |
| 100 | 16.0 | 2.6 |
Как только станет заметно, что одинаковый прирост напряжения каждый раз приводит к непропорционально бОльшему приросту тока утечки, эксперимент следует остановить, так как перед нами не стоит задача довести конденсатор до электрического пробоя.
Если из полученных значений построить график, то он будет иметь следующий вид:
Видно, что начиная с 50-60 вольт, график зависимости тока утечки от напряжения обретает явно выраженную нелинейность
А если принять во внимание стандартный ряд напряжений:
| Стандартный ряд номинальных рабочих напряжений конденсаторов, В | |||||||||||||||||||
| 6.3 | 10 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 350 | 400 | 450 | 500 |
то можно предположить, что для данного конденсатора рабочее напряжение составляет либо 50 либо 63 В.
Согласен, метод достаточно трудоемкий, но не сказать о нем было бы ошибкой.
Проверка конденсатора мультиметром
При прикосновении щупами мультиметра на конденсатор подается постоянный ток от тестера. Конденсатор будет заряжаться, а сопротивление плавно увеличиваться.
На электронном тестере значение будет расти от отрицательных или положительных чисел до единицы, указывающей на сопротивление, превышающее предел измерений, выбранный ручкой переключения. После перестановки щупов тестера местами конденсатор должен перезарядиться, прибор должен действовать также.
По отклонению стрелки стрелочного мультиметра при подключении конденсатора и возврате ее в исходное положение можно заметить по шкале максимальное отклонение.
Если поменять местами щупы тестера, стрелка прибора должна снова отклониться на максимум и плавно упасть на исходное положение. После необходимо взять похожий и заведомо исправный конденсатор, и если стрелка тестера на контрольном элементе отклонится больше, то проверяемый конденсатор нерабочий.
Если при измерении и соответствии плюсов и минусов на тестере и выводах конденсаторов прибор покажет сопротивление, то такой конденсатор неисправен.
Диагностика неисправностей
Выявить пробой конденсатора также можно благодаря визуальному осмотру. Если произошел пробой, тогда на конденсаторе могут образоваться трещины или вздутие. На фотографии ниже вы можете увидеть признаки пробоя конденсатора.
В большинстве случаев обнаружить пробой во время визуального осмотра не всегда возможно. Если внешний вид детали действительно нормальный, тогда возможно проблема произошла из-за внутреннего короткого замыкания. Перед тем как начать проверять мультиметром неполярный пленочный, керамический, электролитический, smd или sbb конденсатор необходимо будет снять его с платы. Отпаивать конденсатор не всегда обязательно. В некоторых случаях можно проверить сопротивление цепи прямо на плате. Но вам необходимо помнить, что для этого потребуется карта сопротивлений.
Проверка конденсатора мультиметром
Существует много разных видов неисправностей конденсаторов. Электрический пробой, вызванный повышенным напряжением, замыкание участка цепи, обрыв из-за механических воздействий, утечка, которая обусловлена изменением сопротивления между обкладками. При всех этих обстоятельствах конденсатор теряет свою ёмкость. В электролитических устройствах причиной этого может быть изменение свойств электролита, его высыхание. Причиной любой неисправности может быть и производственный брак.
Проверка конденсатора начинается с визуальной оценки его внешнего вида. Существуют наружные признаки электрического пробоя, например, потемнение, вздутие, прогорание или растрескивание керамического корпуса.
Подготовительные работы
К подготовительным работам можно отнести две обязательные процедуры: конденсатор нужно разрядить, а если он установлен на плате – то необходимо его выпаять. Ещё нужно определить, относится ли данный экземпляр к полярным или неполярным. Знак «-» обозначен на корпусе рядом с соответствующим выводом. Полярность надо соблюдать при всех операциях. В неполярном конденсаторе соблюдать плюс и минус не обязательно.
Если внешних повреждений не обнаружено, то дальнейшие проверки ведутся с применением мультиметра.
Разрядка конденсатора
Конденсатор предназначен для накопления электрического заряда. Все измерения надо проводить с разряженным изделием. Простейший и надёжный вариант разрядки – замыкание его выводов отвёрткой до появления искры
Но если схема работает под высоким напряжением, то следует соблюдать осторожность. Руки должны быть в резиновых перчатках, а глаза защищены очками
Далее можно производить «прозвонку».
Подключения прибора к полярному и неполярному конденсатору
Если конденсатор полярный, то плюсовой щуп измерительного прибора всегда подключается к плюсу конденсатора. Для неполярного это правило можно не соблюдать.
Watch this video on YouTube
Процедура измерения параметров конденсатора и оценка результата
Переключатель мультиметра надо ставить в положение, соответствующее выполняемой процедуре.
Сопротивление
Конденсатор должен быть выпаян из схемы, чтобы другие элементы не влияли на результат проверки. Для выполнения этого замера переключатель устанавливается в режим омметра. Если конденсатор неполярный, то на шкале мультиметра выбирается значение 2 МОм. Если проверяется полярный, то устанавливается 200 Ом. Если конденсатор исправный, то на дисплее появится возрастающее от нуля до единицы число. Если сразу высветится «0», то это означает, что внутри компонента короткое замыкание, если же «1», то это означает внутренний обрыв. При неполярном конденсаторе на обрыв указывает цифра «2».
Если используется аналоговый тестер, то плавное перемещение стрелки гальванометра от 0 к верхнему пределу свидетельствует об исправности радиодетали.
При отсутствии мультиметра можно использовать «прозвонку», собранную из светодиода и батарейки. Проверять конденсатор в режиме омметра можно только для элементов с ёмкостью выше 0,25 мкФ. Если номиналы меньше, то следует применять специальные LC-метры.
Ёмкость
Для измерения ёмкости мультиметр должен обладать этой функцией. Её имеют модели: M890D, AM-1083, DT9205A, UT139C и т.д. Конденсатор вставляется своими ножками в специальное гнездо. При измерении сравнивается результат, высветившийся на дисплее прибора и значение, написанное на корпусе детали. При расхождении, превышающем 20%, конденсатор считается неработоспособным.
ФОТО: electrongrad.ruПроверка ёмкости специальным мультиметром
Напряжение
Работоспособность конденсатора можно проверить через режим проверки напряжения. К конденсатору на несколько секунд необходимо подключить источник с напряжением, которое чуть меньше, чем написано на корпусе детали. И тут же, отключив источник, необходимо замерить напряжение на выводах. В первые секунды оно должно быть почти равным заявленному на корпусе. В противном случае, конденсатор неработоспособен.
Как проверить не выпаивая
Для проверки без демонтажа применяются специальные тестеры. От обычных они отличаются пониженным напряжением на щупах, что сводит к минимуму риск повреждения прочих компонентов цепи.
Если такого прибора в наличии нет, можно превратить в него обычный мультиметр, подключив через приставку. Разнообразные схемы таких приставок опубликованы в Интернете и специализированных журналах.
Читать также: Болты с шестигранной головкой класс прочности
Независимо от того, какой прибор применяется для измерения параметров конденсатора, вопрос о влиянии прочих элементов остается актуальным. Так, если параллельно с исследуемым, к цепи подключено еще несколько конденсаторов, тестер покажет их суммарную емкость.
Как работать с мультиметром
Назначение коммутатора
Бесконтактная система зажигания отличается тем, что электрический импульс, подаваемый на катушку (катушки), формируется не контактом прерывателя, установленным в трамблере, а коммутатором. Электронная схема последнего подает искру в цилиндры с оптимальным временем опережения, основываясь на данных о текущем режиме работы двигателя и положении коленвала в каждый конкретный момент.
Коммутатор способен выдерживать физические нагрузки, вибрацию и температурные перепады в широком диапазоне. Отсутствие контактов в схеме обеспечивает большую надежность и долговечность работы узла. Еще одно достоинство такого решения состоит в том, что коммутатор ВАЗ 2107 имеет возможность перепрограммирования со стороны пользователя для установки момента опережения, соответствующего качеству топлива и динамическим требованиям к автомобилю.
Параметры коммутатора ВАЗ 2107
Рабочее напряжение коммутатора — 13,5 вольт, допустимый диапазон напряжения — от 6 до 16 вольт. Максимальный ток коммутации — 8,5 ампер. Коммутатор обеспечивает стабильное искрообразование в диапазоне оборотов двигателя от 20 до 7000 оборотов в минуту.
Как проверить исправность электролитического конденсатора мультиметром
Сначала нужно провести внешний осмотр конденсатора. Повреждения электролитов нередко приводят к увеличению давления внутри их корпуса. В итоге они взрываются. Сила взрыва невелика, но больший вред окружающему пространству наносит разбрызгивание содержимого детали. Для исключения этого явления современные конденсаторы имеют в верхней части крестообразную насечку. При превышении давления корпус рвется по ее линиям и стравливает давление из корпуса, не давая ему достичь высоких значений. Заключение о неисправности можно смело дать в случаях вспучивания корпуса или его разрыва в месте насечки. В остальных случаях потребуется проверить работоспособность конденсатора.
Такой конденсатор необходимо заменить
Принцип проверки заключается в следующем. Мультиметры и тестеры используют для измерения сопротивления внутренний источник постоянного тока – батарейку. Для проверки исправности конденсатора прибор подключают к его выводам, соблюдая полярность. В первый момент времени прибор будет показывать сопротивление разряженного устройства, которое близко к нулю. Источник постоянного тока прибора начнет заряжать конденсатор, по мере зарядки сопротивление будет увеличиваться. Когда заряд закончится, прибор покажет бесконечно большое сопротивление, лежащее за пределом его измерения.
Перед тем, как проверить конденсатор мультиметром, его необходимо разрядить, замкнув выводы между собой или закоротив любым металлическим предметом: отверткой, пинцетом, ножом. Предел измерения мультиметра выставляется максимально возможным. Плюсовой вывод прибора, имеющий красный цвет и маркировку «Ω», соединяется с выводом радиодетали, обозначенным знаком «+». Минусовой вывод черного цвета, обозначенный на корпусе мультиметра «COM», подключается к другому выводу, и измерение начинается. При этом нужно внимательно следить за показаниями мультиметра, которые должны только увеличиваться, не изменяясь в меньшую сторону.
Должен быть обеспечен надежный контакт между щупами мультиметра и выводами детали, процесс не рекомендуется прерывать. Также нельзя держаться за оба вывода руками: тело человека имеет сопротивление, которое будет шунтировать элемент, мешая ему заряжаться. В конце проверки прибор покажет не бесконечность, а сопротивление тела, и исправность изделия определить будет невозможно.
Возможные результаты проверки конденсатора мультиметром:
- показания прибора равны нулю и не увеличиваются, любо увеличиваются незначительно. В этом случае у изделия наблюдается пробой (замыкание) обкладок между собой. Его подключение к схеме, где он работает, приведет к короткому замыканию
- показания прибора увеличиваются, но не достигают бесконечности, останавливаясь на определенном значении сопротивления. В этом случае между обкладками наблюдается ток утечки, а емкость изделия значительно снижается. Элемент будет работать, но неэффективно, выполняя свое функциональное назначение не полностью. Использование его в блоках питания приведет к недостаточной фильтрации выходного напряжения, на звуковых устройствах это сопровождается наличием фона 50 Гц в выходном сигнале. В других узлах это приводит к искажениям сигнала.
Рабочее напряжение мультиметра не превышает 1,5 В, а в схемах, где работают конденсаторы оно намного больше. Если прибор показывает утечку, то при установке изделия на свое место при рабочем напряжении не исключен его полный пробой.
При проверке работоспособности электролитического изделия изменять полярность подключения мультиметра не имеет смысла.
Самый простой способ
Самым простым и в то же время предварительным способом проверить этот элемент, не выпаивая его из схемы, является визуальный осмотр. Отломившаяся ножка автоматически превращает деталь в нерабочую и подлежащую замене.
При наличии на плате электролитических конденсаторов — они легко опознаются по цилиндрической форме с крестообразной риской на шляпке, а также фольгированному покрытию — в первую очередь надо проверить их.
Для данной группы элементов характерно «вздутие». Это микровзрыв находящегося внутри электролита, который может произойти, например, из-за скачка рабочего напряжения.
Если «цилиндрик» вздут, лопнул по риске на верхушке, на плате обнаруживаются потеки электролита, то его безоговорочно меняют. Зачастую после этого прибор начинает нормально работать.
Если этого не происходит — рекомендуется проверить остальные конденсаторы и другие детали.
В профессиональных ремонтных или наладочных организациях для этого используют профессиональные же приборы — LC-тестеры, или тестеры емкости. Они достаточно дороги, а потому в «хозяйстве» обычного электромонтера встречаются редко.
Но при ремонте большинства плат бытовых устройств в них и нет необходимости — провести проверку емкости конденсатора можно и обычным мультиметром.
Определение емкости неизвестного конденсатора
Способ №1: измерение емкости специальными приборами
Самый просто способ – измерить емкость с помощью прибора, имеющего функцию измерения емкостей. Это и так понятно, и об этом уже говорилсь в начале статьи и тут нечего больше добавить.
Если с приборами совсем туган, можно попробовать собрать простенький самодельный тестер. В интернете можно найти неплохие схемы (посложнее, попроще, совсем простая).
Ну или раскошелиться, наконец, на универсальный тестер, который измеряет емкость до 100000 мкФ, ESR, сопротивление, индуктивность, позволяет проверять диоды и измерять параметры транзисторов. Сколько раз он меня выручал!
Способ №2: измерение емкости двух последовательно включенных конденсаторов
Иногда бывает так, что имеется мультиметр с измерялкой емкости, но его предела не хватает. Обычно верхний порог мультиметров – это 20 или 200 мкФ, а нам нужно измерить емкость, например, в 1200 мкФ. Как тогда быть?
На помощь приходит формула емкости двух последовательно соединенных конденсаторов:
Суть в том, что результирующая емкость Cрез двух последовательных кондеров будет всегда меньше емкости самого маленького из этих конденсаторов. Другими словами, если взять конденсатор на 20 мкФ, то какой бы большой емкостью не обладал бы второй конденсатор, результирующая емкость все равно будет меньше, чем 20 мкФ.
Таким образом, если предел измерения нашего мультиметра 20 мкФ, то неизвестный конденсатор нужно последовательно с конденсатором не более 20 мкФ.
Остается только измерить общую емкость цепочки из двух последовательно включенных конденсаторов. Емкость неизвестного конденсатора рассчитывается по формуле:
Давайте для примера рассчитаем емкость большого конденсатора Сх с фотографии выше. Для проведения измерения последовательно с этим конденсатором включен конденсатор С1 на 10.06 мкФ (он был предварительно измерен). Видно, что результирующая емкость составила Cрез = 9.97 мкФ.
Подставляем эти цифры в формулу и получаем:
Способ №3: измерение емкости через постоянную времени цепи
Как известно, постоянная времени RC-цепи зависит от величины сопротивления R и значения емкости Cх:
Постоянная времени – это время, за которое напряжение на конденсаторе уменьшится в е раз (где е – это основание натурального логарифма, приблизительно равное 2,718).
Таким образом, если засечь за какое время разрядится конденсатор через известное сопротивление, рассчитать его емкость не составит труда.
Для повышения точности измерения необходимо взять резистор с минимальным отклонением сопротивления. Думаю, 0.005% будет нормально =)
Хотя можно взять обычный резистор с 5-10%-ой погрешностью и тупо измерить его реальное сопротивление мультиметром. Резистор желательно выбирать такой, чтобы время разряда конденсатора было более-менее вменяемым (секунд 10-30).
Вот какой-то чел очень хорошо все рассказал на видео:
Другие способы измерения емкости
Также можно очень приблизительно оценить емкость конденсатора через скорость роста его сопротивления постоянному току в режиме прозвонки. Об этом уже упоминалось, когда шла речь про проверку на обрыв.
Яркость свечения лампочки (см. метод поиска КЗ) также дает весьма приблизительную оценку емкости, но тем не менее такое способ имеет право на существование.
Существует также метод измерения емкости посредством измерения ее сопротивления переменному току. Примером реализации данного метода служит простейшая мостовая схема:
Вращением ротора переменного конденсатора С2 добиваются баланса моста (балансировка определяется по минимальным показаниям вольтметра). Шкала заранее проградуирована в значениях емкости измеряемого конденсатора. Переключатель SA1 служит для переключения диапазона измерения. Замкнутое положение соответствует шкале 40…85 пФ. Конденсаторы С3 и С4 можно заменить одинаковыми резисторами.
Недостаток схемы – необходим генератор переменного напряжения, плюс требуется предварительная калиброка.
Сложности проверки конденсатора
При измерении емкости конденсатора на плате без предварительного демонтажа возникают проблемы. Конденсатор всегда включен в цепь и может соседствовать на плате с другими элементами схемы. Особенно влияют на измерения емкости обмотки трансформаторов, индуктивности, предохранители – у них маленькое сопротивление постоянному току.
Поэтому необходимо убедиться, что в цепях измеряемого конденсатора нет влияния таких элементов. Если в цепях с конденсатором включены транзистор или диод, тогда при измерении можно увидеть отклонение стрелки до определенного положения и падение до определенного значения, равному сопротивлению переходов полупроводника. И если нет короткого замыкания, то конденсатор может быть исправным.
Возможные причины выхода из строя
Несоблюдение основных параметров эксплуатации, таких как:
- Номинальное напряжение. При увеличении номинального напряжения, на нём возникает пробой в силу электротехнических характеристик диэлектрика, изолирующего пластины конденсатора.
- Расчётная ёмкость. Несоответствие ёмкости (ниже расчётной) влечёт за собой завышение номинального напряжения на рассматриваемом элементе, поэтому при его замене, если нет аналога, ставится элемент с большей ёмкостью.
- Полярность в некоторых случаях. Полярность является обязательным параметром электролитических и танталовых конденсаторов в силу особенности конструкции.
Рабочая температура зависит от соблюдения вышеописанных параметров напрямую. Исключением является старение, возникающее у электролитического типа, и расположения элемента на печатной плате, вследствие которого его рабочая температура может быть выше критической вследствие размещённых рядом других единиц электрической цепи, имеющих более высокий температурный режим.
Это причина выхода из строя оксиднополупроводникового элемента, так как он уже сам по себе представляет собой взрывчатку: там есть тантал, который является горючим и окислитель двуокись марганца.
Каждый компонент — это порошок и всё это смешано воедино. Не гремучая ли смесь? Именно поэтому повышение температуры из-за пробоя или несоблюдения полярности может привести к взрыву, способного вывести из строя не только соседние элементы, но и плату полностью.
Меры предосторожности при проверке
Разрядка конденсатора является обязательной. Особенно это касается высоковольтных деталей — могут вывести мультиметр из строя или поразить человека электротоком. Разряжают касанием ножек металлическим предметом или подключением лампы. Второй способ процесс разряда делает более плавным.
Во время измерения нельзя касаться руками открытых частей щупа — человеческое тело имеет малое сопротивление и высокий показатель утечки. В этом случае замер окажется неправильным. Ток пойдет по пути наименьшего сопротивления и показатели покажут значение, не имеющее отношения к конденсатору.
Измерение на высоковольтных конденсаторах выполняются в резиновых перчатках и изолированными приборами.
Штатно работающий электронный компонент способен накапливать и отдавать некоторое количество электричества. Поломки при работе определяются не только визуально, но и посредством мультиметра. Тестирование измерительным прибором способно прояснить пригодность элемента для дальнейшего использования.
