Как проверить конденсатор мультиметром – инструкции для полярного и неполярного типов элементов. 3 способа поиска КЗ + 3 метода проверки конденсатора на внутренний обрыв.
Конденсатор – это базовый элемент у большинства промышленной и бытовой техники. В силу своей распространённости, основные причины мелких поломок кроются именно в нем. Для оперативного выявления причин и подбора метода решения проблемы уметь делать проверку конденсатора мультиметром должен каждый.
Сегодня мы рассмотрим особенности использования данного измерительного прибора + разберем альтернативные методы проверки конденсаторов.
Оглавление
- 1 Понятие конденсатора + его классификация
- 2 Инструкции и рекомендации, как проверить конденсатор мультиметром
- 2.1 1) Поверхностная проверка
- 2.2 2) Как на мультиметре проверить конденсаторы полярного и неполярного типов
- 2.2.1 А) Проверка полярных конденсаторов
- 2.2.2 Б) Проверка неполярных конденсаторов
- 2.3 3) Поиск короткого замыкания
- 2.3.1 А) Определяем короткое замыкание прозвонкой
- 2.3.2 Б) Поиск КЗ светодиодом и батарейкой
- 2.3.3 В) Проверка лампой на 220
- 2.4 4) Проверка мультиметром конденсатора на внутренний обрыв
- 2.4.1 А) Проверка на обрыв в режиме прозвонки
- 2.4.2 Б) Проверка на растущее сопротивление
- 2.4.3 В) Проверка остаточного напряжения
- 3 Можно ли проверить конденсатор без выпаивания и схемы
Понятие конденсатора + его классификация
Машиностроение, радиотехника, электроника, приборостроение – это лишь малая часть направлений, где активно используется рассматриваемая деталь. Конденсатором называют хранилище, что делится энергией в ситуации возникновения краткосрочных сбоев подачи питания. О классификации конденсаторов расскажу в таблице ниже.
Вид | Описание |
---|---|
Высоковольтный | Редко встречаются в бытовом исполнении. По материалы чаще всего керамические, вакуумные и ВВ. Областью применения являются высоковольтные приборы. |
Пусковые | Обеспечение стартового толчка в двигателях. |
Импульсные | Используются для получения крупных скачков напряжения перед подачей на приборную панель. |
Дозиметрические | Конденсаторы с малым зарядом, используемые в цепях с низкими нагрузками. |
Помехоподавляющие | Для смягчения электромагнитного фона. |
Выше описаны конденсаторы специального назначения, но основной объем (порядка 90%) идет на детали общего назначения. В дополнение имеется основополагающее разделение конденсаторов на полярные и неполярные. На основании типа детали, меняется и способ его проверки мультиметром, но об этом чуть позже.
В отношении маркировки, на корпусе обязательно прописывается ёмкость и пиковое напряжение. Дополнительными параметрами некоторые производители указывают тип тока, конструктивное исполнение, рабочую частоты и порядок вывода «+» и «-». Последнее актуально для конденсаторов электролитического типа.
Инструкции и рекомендации, как проверить конденсатор мультиметром
Обращаясь к сути, то ремонт практически любого конденсатора заключается в его замене на идентичный исправный. Если хотя бы один из данных компонентов электрической схемы будет нерабочим, устройство потеряет свою работоспособность полностью.
К типичным поломкам конденсатора относится:
- короткие замыкания между обкладок;
- обрыв внутри конденсатора, сопровождающейся 100% потерей в емкости;
- частичная емкостная потеря;
- деталь не способна удерживать заряд по причине заниженной сопротивления;
- чрезмерно высокие показатели ЕПС. Более характерно для электролитических конденсаторов.
Большинство поломок возникает из-за механических повреждений, чрезмерного нагрева либо значительного увеличения напряжения. Если же производится проверка устаревшего оборудования, то 30% случаев приходится на износ конденсатора из-за «старости».
Любые исследования на сопротивление и емкость элемента производятся специальным оборудованием – мультиметром. Детальнее о методах как проверить конденсатор мультиметром на работоспособность будет сказано ниже.
1) Поверхностная проверка
В некоторых случаях обнаружить неисправные конденсаторы внутри оборудования проще некуда. Для понимания ситуации достаточно взглянуть на внешнее состояние детали. Использование мультиметра в таких ситуациях не имеет смысла.
Характерные визуальные повреждения конденсаторов:
- вздутие с верхней или боковых частей;
- подтеки;
- вмятины;
- трещина;
- скол.
Любое видимое физическое повреждение может привести к дальнейшему разрушению конденсатора, а потому его дальнейшая эксплуатация в оборудовании запрещена. Лучше заранее избавиться от слабого звена, нежели в последствии расхлебывать последствия.
Читайте также: Теплообменные аппараты: виды, применение, классификаци
2) Как на мультиметре проверить конденсаторы полярного и неполярного типов
Полярные конденсаторы называются электролитическими. В качестве диэлектрических компонентов у них используется бумага, стекло или воздух. Неполярные же в основе диэлектрика берут на себя керамику или стекло.
А) Проверка полярных конденсаторов
Исходя из названия, для эксплуатации подобных конденсаторов необходимо соблюдать полярность в подключении. То есть к плюсу подключать плюс, а к минусу минус. Емкость полярных конденсаторов скачет в промежутке 0.1-100 000 мкФ.
Все современные детали на верхней части располагают вдавленным крестом, который после взрыва имеет направленный вектор извержения. Такое решение позволяет снизить опасность в процессе установки и нивелирует разрушительное влияние не близлежащие компоненты.
Как на мультиметре проверить конденсатор полярного типа:
- Ножки закорачивают пинцетом или любым другим металлическим элементом.
- Когда элемент разрядится, о данном факте просигнализирует искра.
- У мультиметра устанавливаются переключатели на желаемый режим – прозвонка либо сопротивление.
- При учете полярности соединяем щупальца с ножками.
- При коротком замыкании мультиметр зависнет на нуле.
- При обрыве значение сразу покажет «1».
Если же конденсатор набирает единицу плавно, то данный элемент можно считать исправным. Чтобы избежать неточностей в процессе измерений, старайтесь не касаться щупалец мультиметра руками.
Обратите внимание! Проведение разрядки конденсатора следует считать одним из ключевых шагов.
Данное действие требуется не только с целью обеспечения личной безопасности ремонтирующего, но и для исключения возможности возникновения поломки на стороне самого измерительного оборудования.
Б) Проверка неполярных конденсаторов
Проверка мультиметром неполярных конденсаторов протекает еще быстрее и с меньшим количеством заковырок. Придерживаться соответствия щупалец полярности к ножкам элемента не требуется.
Как проверить неполярный конденсатор на мультиметре:
- Устанавливаем на мультиметре предел по мегаомам.
- Касаемся щупами ножек.
- Изучаем показатели прибора.
- При значении менее 2 Мом, велика вероятность поломки.
Чтобы более точно получить информацию в отношении исправности конденсатора, советую делать проверку на основании сравнения рабочего и потенциального нерабочего элемента. Последний должен быть полностью идентичен первому, только тогда можно будет судить о показанных результатах со стороны измерительного прибора.
3) Поиск короткого замыкания
Короткое замыкание (КЗ) – одна из наиболее распространенных проблем с конденсаторами. Помимо проверки мультиметром, мастер может узнать факт проблемы и парой альтернативных способов. Давайте разберем каждый из них.
А) Определяем короткое замыкание прозвонкой
Практически на всех мультиметрах имеется отдельная функция прозвонки. Чтобы использовать прибор на конденсаторах, следует заранее выбрать минимальный диапазон измерения на шкале.
Инструкция проверки конденсатора прозвонкой:
- Замкнуть щупы между собой, чтобы прибор выдал нулевое сопротивление при контакте и бесконечное при разъединении.
- Извлекаем конденсатор из схемы.
- Прикладываем к ножкам щупы.
- Изучаем показатели. Если сопротивление крайне низкое, либо сам мультиметр безостановочно пищит, конденсатор неисправен.
При нормальном сценарии значения показателя мультиметра будут увеличиваться постепенно. По времени данное действие займет от 5 до 30 секунд.
Б) Поиск КЗ светодиодом и батарейкой
Иногда возникают ситуации, когда мультиметра пол рукой не имеется, либо человек не покупал его из-за ранней ненадобности в хозяйстве. Чтобы не бежать на рынок за прибором здесь и сейчас, для проверки конденсатора можно воспользоваться подручными материалами.
Алгоритм проверки:
- Ищем светодиод и батарейку.
- Создаем цепь через исследуемый конденсатор.
- Если диод не горит, либо имеет редкие вспышки еле заметного света, то деталь целая.
- При постоянном свете диода на 90%-100% своего потенциала, конденсатор считается неисправным.
Иногда может наблюдаться эффект постоянного нарастания сопротивления, из-за чего лампочка диода зажигается на 30%-40% от своего потенциала и постепенно гаснет. В таком случае можно предположить, что исследуемый конденсатор имеет определенную емкость, а это исключает необходимость в проверке на обрыв.
Читайте также: Все о конденсаторной сварке
В) Проверка лампой на 220
Еще один альтернативный метод исследования работоспособности конденсаторов, который имеет право быть использованным в случае работы с элементами неполярного типа. Последние часто используются в стиралках, насосах и прочем бытовом/промышленном оборудовании.
Алгоритм проверки состоит из нескольких шагов:
- Ищем лампу накаливания мощностью 20-40 Вт.
- Собираем схему с участием проверяемого конденсатора. Выбор полярности тут не важен.
- Если лампа горит в 20%-60% накала, то элемент исправен.
- Если лампа выдает 100% накала, то деталь неисправна.
- При несветящейся лампе конденсатор считается негодным и с обрывом.
Рассмотренная схема дает возможность произвести сразу 2 типа проверки конденсатора – на факт обрыва и короткое замыкание. При неимении в наличии мультиметра, такой подход считаю одним из лучших. Естественно, если вы собираетесь проверять неполярный конденсатор.
4) Проверка мультиметром конденсатора на внутренний обрыв
Обрывом конденсатора называют тип дефекта, когда одна из ножек остается без электрического контакта с обкладкой, тем самым превращаясь в висящий проводник. Причиной обрыва часто выступает превышение напряжения + внешне отличить поломку от исправного конденсатора крайне сложно.
А) Проверка на обрыв в режиме прозвонки
Определить факт обрыва с использованием мультиметра крайне просто – необходимо щупами взяться за ножки конденсатора и внимательно прислушаться. При обнаружении короткого звукового сигнала по типу писка, можно считать элемент исправным . В обратном случае, следует заменить конденсатор на другой.
Совет! Для увеличения продолжительности писка, мультиметр можно предварительно зарядить отрицательным напряжением. Для этого щупы прибора прикладываются в обратном порядке.
За счет такого простого лайфхака, вы сможете услышать звуковой сигнал даже на миниатюрных конденсаторах с емкостью от 100 нФ.
Б) Проверка на растущее сопротивление
Если метод ранее не дал результатов, либо ваш исследуемый конденсатор имеет слишком малую емкость, рационально будет воспользоваться более чувствительным вариантом решения вопроса.
Алгоритм проверки мультиметром на сопротивление:
- Переключаем режим прибора в сопротивление.
- Выбираем пиково допустимый промежуток измерения (200 мОм).
- Прикладываемся щупами к ножкам.
- Если по мере повышения сопротивления, значение вышло за установленные рамки – обрыв отсутствует.
При тестировании конденсаторов с жидким электролитом значение сопротивления может удерживаться на отметке в пару десятков Ом, и такое поведение будет считаться вполне нормальным.
Важно! В процессе измерений не касайтесь кожей щупов, иначе показатели сопротивления прибора с высокой вероятностью исказятся.
Рассмотренный метод дает 100% результат даже на конденсаторах, емкость которых составляет от 1000 пФ.
В) Проверка остаточного напряжения
Последний из способов исследования на обрыв, который предоставит результат в тех случаях, когда предыдущие 2 варианта оказались бесполезными. Предел исследуемых конденсаторов составляет от 500 пФ, что в обычных условиях проверить мультиметром нереально.
Алгоритм проверки исправности по остаточному напряжению:
- Устанавливаем прибор в режим сопротивления либо прозвонки.
- На 1-2 секунды контактируем щупами с ножками. Происходит зарядка на какой-либо вольтаж.
- Меняем режим на измерение напряжения. Ставим наиболее чувствительный диапазон.
- Снова контактируем щупами с ножками элемента.
- Ждем значения напряжения. При наличии хоть какой-либо емкости, показатель будет отличен от нуля.
Оговорённый метод хорош для конденсаторов абсолютно любых емкостей. Тип детали здесь также не отыгрывает роли. Хотя, если человек столкнется с мизерной емкостью до 500 пФ, то без специализированного прибора (LC-метра) будет не обойтись.
Быстрая проверка конденсатора на примере
Можно ли проверить конденсатор без выпаивания и схемы
Однозначного ответа на данный вопрос не существует. Очень многое зависит от текущей схемы, в которой располагается сам конденсатор. В ряде ситуаций, соединение может носить крайне замысловатый характер. К примеру, когда 2-3 элемента имеют последовательное соединение. При таком сценарии мультиметр покажет суммарное значение емкости, а определить факт обрыва одного из компонентов цепи станет почти невозможно.
Несколько примеров по схемам:
- также покажет всегда КЗ. В трансформаторах такая схема из вторичной обмотки, диода + конденсатора выпрямительного типа встречаются довольно часто.
Если же ситуация стандартная, то при емкости детали от 1 мкФ можно попытать счастья на факт отсутствия КЗ и проверки самого факта наличия какой-нибудь емкости. Получить более точные значения прибором будет крайне проблематично.
На этом вопрос проверки конденсатора мультиметром считаю исчерпанным. Если имеются какие-либо вопросы или рекомендации, жду вас в комментариях. Удачи!
СОДЕРЖАНИЕ ►
- Конденсаторы и способы их проверки тестером
- Как проверить ёмкость конденсатора тестером
- Как проверить конденсатор на исправность
- Проверка на плате не выпаивая
- Проверка на плате мультиметром
- Проверка без измерительных приборов
- Видео. Самостоятельная проверка конденсатора
Проверка конденсатора мультиметром на исправность довольно простая задача, а тем более, если есть специальное оборудование (тестер) под рукой. Фактически любой ремонт электроники сводится к поиску и замене неисправных электронных компонентов, в том числе и конденсаторов. Рассмотрим в этой статье возможные способы диагностики работоспособности конденсатора с пошаговой инструкцией.
Виды конденсаторов и их неисправности
Если необходима проверка конденсатора на схеме тестером, то необходимо знать какие есть на сегодняшний виды этих электронных компонентов. Конденсаторы могут быть неполярными (керамические) и полярными (электролитические). Принцип работы всех «кондёров» заключается в том, что элемент способен накапливать некоторый электрический заряд, что возможно при подключении к источнику тока.
Конденсаторы полярные
Определить какой вид устройства перед вами достаточно просто, уже название вам дает подсказку, что «полярные» должны иметь полярность, то есть иметь (+ плюс) и (- минус). Их подключение в электросхему строго регламентировано в соответствие полярности. Плюс подключается к плюсу, минус к минусу. При нарушении этого правила — конденсатор не будет работать, а вместе с ним и вся схема.
Все полярные конденсаторы заполнены электролитом (твердым или жидким), поэтому их классифицируют как электролитические. Их физические параметры (емкость) находится в следующих параметрах 0.1 ÷ 100000 мкФ.
Конденсаторы неполярные
Неполярные конденсаторы, как вы уже поняли, не имеют полярности и не требуют строгого соблюдения условий подключений. У них нет ни плюса, ни минуса. Роль диэлектрика у них могут выполнять: бумага, стекло, керамика и слюда. Их физические параметры (емкость) незначительна и находится в следующем диапазоне (от нескольких микрофарад до нескольких пикофарад).
Очень важно знать к какому типу относится радиоэлемент, так как для каждого типа применима своя проверка мультиметром. Это очень важный момент.
Наиболее частые неисправности конденсаторов:
- короткое замыкание между обкладками, в следствии повреждения или перегрева — неисправность выявляется любым тестером в режиме прозвона;
- полная потеря ёмкости — у конденсаторов с большой ёмкостью неисправность выявляется просто, а для элементов менее 500 пФ необходимо оборудование;
- частичная потеря ёмкости — керамические и пленочные конденсаторы могут получить эту неисправность в результате механического повреждения;
- низкое сопротивление утечки (элемент «не держит» заряд) — этот дефект свойственен, в основном, электролитическим конденсаторам.
Перед тем, как проверить конденсатор, необходимо его разрядить. Особенно это касается элементов с большой емкостью и высоким напряжением, иначе можно испортить тестер. Низковольтные конденсаторы с малой емкостью можно просто закоротить обычной отверткой. Конденсаторы с емкостью от 100 мкФ разряжать следует уже через резистор сопротивлением 5-20 КОм и мощностью 1 – 2 Вт.
При разрядке элемента постарайтесь не касаться оголенных контактов руками. Резистор следует зажать щипцам или плосками в изоляции и с помощью него закоротить на несколько секунд выводы конденсатора, чтобы убрать с обкладок остаточный заряд. После этого можно смело проверять мультиметром конденсатор на работоспособность, а для этого есть масса способов, о которых мы расскажем далее.
Как проверить емкость конденсатора
Главная характеристика любого конденсатора — это его «ёмкость». Сравнив значение емкости, указанной на корпусе элемента, с показаниями мультиметра, уже можно судить о исправности компонента. Есть устройства с разъемами -CX+ («-» и «+» — это полярность подключения), которые легко позволят выполнить проверку. При этом переключатель на тестере следует установить на ближайшее большее значение.
Далее вставляем ножки конденсатора в разъемы -CX+ с соблюдением полярности. Если дисплей покажет значение, совпадающее с номинальными показателями емкости — конденсатор исправен. Если показатели на дисплее мультиметра сильно отличаются от номинала, указанного на корпусе электронного компонента, или вообще равны нулю, то конденсатор не рабочий и деталь на схеме следует заменить.
Как проверить конденсатор на работоспособность
Проверка конденсатора на короткое замыкание мультиметром. Для этого измерительный прибор переводится в режим измерения сопротивления и щупы прикладываются к ножкам элемента. Измерительный прибор должен показать бесконечное сопротивление (исправный конденсатор имеет большое сопротивление постоянному току), а если он не исправен — прибор покажет низкое сопротивление.
Проверка конденсатора на отсутствие обрыва, при котором один из электродов теряет соединение с обкладкой и емкость такого конденсатора становится равной нулю. Конденсатор с внутренним обрывом не будет внешне отличается от исправного элемента. Суть диагностики на обрыв состоит в том, чтобы уловить тестером признаки наличия хоть какого-то значения ёмкости у проверяемого конденсатора.
Как проверить конденсатор не выпаивая на плате
Часто при внешнем визуальном осмотре печатной платы, достаточно одного взгляда для определения вышедшего из строя конденсатора, не выпаивая его из платы. Если элемент имеет явные механические повреждения — незначительные вздутия, трещины, вмятины или изменение цвета, то проверять компоненты на плате какими-то приборами не имеет смысла. Такой «кондёр» подлежит обязательной замене.
При подозрении на отсутствие работоспособности у конденсатора, следует к нужному конденсатору параллельно припаять заведомо исправный элемент одинакового номинала. Данный вариант проверки конденсатора на плате без выпаивания, подходит только для схем с малым напряжением. Некоторые производители тестеров заверяют, что их приборы способны проверить конденсатор не выпаивая его с платы.
Как проверить конденсатор мультиметром не выпаивая
Не возможно однозначно ответить, как проверить конденсатор мультиметром не выпаивая. Схемы всегда состоят из множества элементов, которые соединены между собой различными способами, поэтому все зависит от схемы, в которой стоит подозрительный конденсатор. Например, элементы на плате могут быть соединены параллельно между собой и тогда тестер при проверке покажет их общую емкость.
В другом случае к электролитическому конденсатору в схеме может быть установлен параллельно керамический. При этом невозможно будет никаким образом прозвонить конденсатор мультиметром. При параллельном соединении конденсатора и катушки индуктивности, прозвон «кондёра» на плате покажет короткое замыкание. То есть, проверка конденсатора тестером без выпаивания из платы невозможна.
Как проверить конденсатор без мультиметра
Если у вас под рукой нет измерительных приборов, то можно к батарейке подключить лампочку через конденсатор. Лампочка при этом гореть не должна из за большого сопротивления компонентов. Если лампочка горит постоянно, то конденсатор неисправен — элемент имеет короткое замыкание на обкладках. Хотя, лампочка может вспыхнуть на короткое время, если емкость достаточно большая.
Видео. Проверка конденсатора на работоспособность
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Конденсаторы представляют собой устройства для накопления электрического заряда, широко используемые в электричеких цепях, например, в вентиляторных двигателях воздушных нагревателей, кондиционеров и компрессоров. Существует два основных вида конденсаторов: электролитические, в которых используется вакуумная трубка и транзисторные источники питания, и неэлектролитические, применяемые для сглаживания постоянного тока. Поломка электролитических конденсаторов может быть вызвана слишком высоким током, либо утечкой электролита, в результате чего устройство не сможет удерживать заряд. Неэлектролитические конденсаторы чаще всего приходят в негодность из-за утечки накопленного заряда[1]
. Существует несколько способов проверить исправность конденсатора и правильность его работы.
-
1
Отключите конденсатор от цепи, к которой он был подсоединен.
-
2
Снимите показания емкости с внешних выходов конденсатора. Емкость измеряется в фарадах и обозначена на мультиметре заглавной буквой “F”. Перед этой букой может стоять также греческая буква мю (µ), похожая на строчную латинскую “u” с крючком впереди. Поскольку фарад является большой величиной, часто для измерения емкости используют микрофарады; один микрофарад равен миллионной доле фарада.
-
3
Установите переключатель мультиметра в положение для измерения емкости.
-
4
Подсоедините клеммы мультиметра к выводам конденсатора. При этом соедините положительную (красную) клемму с анодным контактом конденсатора, а отрицательную (черную) — с его катодным выводом. У большинства конденсаторов, особенно электролитических, анодный контакт длиннее катодного.
-
5
Проверьте показания мультиметра. Если они близки к величине, указанной на конденсаторе, последний исправен. Если же показания мультиметра значительно ниже указанной на конденсаторе величины или вовсе близки к нулю, конденсатор неисправен.
Реклама
-
1
Отключите конденсатор от электрической цепи.
-
2
Переведите мультиметр в режим измерения сопротивления. Этот режим может быть отмечен как “OHM” (ом, единица измерения сопротивления) или заглавной греческой буквой омега (Ω), также служащей для обозначения сопротивления.
- Если мультиметр позволяет выбрать интервал измеряемого сопротивления, выставьте 1000 Ом = 1K или выше.
-
3
Подсоедините клеммы мультиметра к выводам конденсатора. Как было сказано выше, подключите красную клемму к положительному (более длинному) контакту конденсатора, а черную — к отрицательному (более короткому).
-
4
Проверьте показания мультиметра. Для удобства можете записать первоначальное значение сопротивления. Через непродолжительное время показания станут такими, как были до подсоединения клемм мультиметра к конденсатору.
-
5
Несколько раз отсоедините и вновь подключите конденсатор к мультиметру. При этом вы должны наблюдать на дисплее прибора те же показания, что при первом подключении. Если показания повторяются, конденсатор исправен.
- Если при подключении к конденсатору сопротивление не изменяется, он неисправен.
Реклама
-
1
Отсоедините конденсатор от электрической цепи.
-
2
Переключите мультиметр в режим измерения сопротивления. Как и в случае с цифровым мультиметром, данный режим может обозначаться буквами “OHM” либо омегой (Ω).
-
3
Подсоедините клеммы мультиметра к контактам конденсатора. Как и ранее, подключите красную клемму к положительному (более длинному) проводу, а черную — к отрицательному (более короткому).
-
4
Проверьте показания прибора. В аналоговых мультиметрах результат измерений выводится при помощи стрелки. По поведению стрелки можно судить об исправности конденсатора.
- Если сначала стрелка показывала низкое сопротивление, а затем начала постепенно отклоняться вправо, конденсатор исправен.
- Если стрелка не начала сдвигаться вправо после подсоединения, по-прежнему показывая низкое сопротивление, конденсатор отслужил свое, и его следует заменить.
- Если стрелка указывает на нулевое либо высокое сопротивление и не двигается, конденсатор также неисправен.
Реклама
-
1
Отсоедините конденсатор от электрической цепи. Для удобства можете отсоединить лишь один из двух контактов конденсатора.
-
2
Измерьте напряжение на конденсаторе. Его значение должно быть также указано на корпусе конденсатора. При этом число сопровождается заглавной буквой “V”, обозначающей единицы измерения напряжения “вольты”.
-
3
Зарядите конденсатор, используя напряжение ненамного ниже указанного на его корпусе. Для зарядки 25-вольтного конденсатора можно использовать 9 вольт, а при зарядке 600-вольтного конденсатора напряжение должно быть не ниже 400 вольт. Подождите несколько секунд, пока конденсатор зарядится. Будьте внимательны и подсоединяйте положительный (красный) контакт источника напряжения к положительному (более длинному) проводу конденсатора, а отрицательный (черный) — к его отрицательному (более короткому) проводу.
- Чем выше разница между напряжением, указанным на конденсаторе, и приложенным к нему напряжением, тем больше времени займет его зарядка. Как правило, источник питания с более высоким напряжением позволяет тестировать конденсаторы большей мощности.
-
4
Установите вольтметр в режим измерения постоянного напряжения (в том случае, если он предназначен для измерения как переменного, так и постоянного напряжения).
-
5
Подсоедините контакты вольтметра к конденсатору. При этом соедините положительный (красный) контакт с положительным (более длинным) проводом конденсатора, а отрицательный (черный) — с отрицательным (более коротким) проводом.
-
6
Проверьте начальное значение напряжения. Оно должно быть близко к величине, указанной на корпусе конденсатора. В противном случае конденсатор неисправен.
- Конденсатор разрядится через вольтметр, и с течением времени напряжение на приборе упадет до нулевого значения. Это в порядке вещей. Если же начальное напряжение намного ниже указанного на конденсаторе, это может свидетельствовать о его поломке.
Реклама
-
1
Отсоедините конденсатор от электрической цепи.
-
2
Подсоедините к конденсатору клеммы. Как и ранее, положительный (красный) конец подсоедините к положительному (более длинному) проводу, а отрицательный (черный) разъем — к отрицательному проводу.
-
3
Ненадолго подсоедините клеммы к источнику питания. Длительность соединения не должна превышать 1-4 секунды.
-
4
Отсоедините клеммы от источника питания. Это необходимо для того, чтобы предотвратить опасность повреждения конденсатора и избежать возможного удара электрическим током.
-
5
Замкните выводы конденсатора. При этом обязательно используйте резиновые перчатки и не касайтесь каких-либо металлических предметов.
-
6
При коротком замыкании между проводами конденсатора проскочит искра. По ее интенсивности можно определить, исправен ли данный конденсатор.
- Если искра интенсивная (яркая и сильная), конденсатор в порядке.
- Если искра слабая (тусклая), конденсатор неисправен.
- Данный метод может быть использован лишь электриками-профессионалами.
Реклама
Советы
- Как правило, неэлектролитические конденсаторы не поляризованы. При проверке таких конденсаторов не играет роли, какую клемму вольтметра или мультиметра к какому контакту конденсатора вы подсоедините.
- Неэлектролитические конденсаторы различаются по типу материала, из которого они изготовлены (керамика, слюда, бумага, пластмасса), причем пластмассовые конденсаторы также различаются по виду использованного в них пластика.
- Конденсаторы, используемые в системах нагрева и кондиционирования воздуха делятся на 2 класса, в зависимости от их предназначения. Конденсаторы хода поддерживают постоянное напряжение на вентиляторных двигателях и компрессорах, воздушных кондиционерах и тепловых насосах. Конденсаторы запуска используются в некоторых быстровращающихся двигателях для обеспечения энергии, необходимой для начального запуска тепловых насосов и воздушных кондиционеров.
Реклама
Что вам понадобится
- Аналоговый либо цифровой мультиметр (или специальный омметр)
- Вольтметр
- Изолирующие перчатки
- Источник питания, желательно регулируемый
- Металлический инструмент для короткого замыкания (например, отвертка)
- Конденсатор для проверки
Об этой статье
Эту страницу просматривали 21 774 раза.
Была ли эта статья полезной?
Конденсаторы (от лат. condenso — уплотняю, сгущаю) — это радиоэлементы с сосредоточенной электрической емкостью, образуемой двумя или большим числом электродов (обкладок), разделенных диэлектриком (специальной тонкой бумагой, слюдой, керамикой и т. д.). Емкость конденсатора зависит от размеров (площади) обкладок, расстояния между ними и свойств диэлектрика.
Важным свойством конденсатора является то, что для переменного тока он представляет собой сопротивление, величина которого уменьшается с ростом частоты.
Как и резисторы, конденсаторы разделяют на конденсаторы постоянной емкости, конденсаторы переменной емкости (КПЕ), подстроечные и саморегулирующиеся. Наиболее распространены конденсаторы постоянной емкости. Их применяют в колебательных контурах, различных фильтрах, а также для разделения цепей постоянного и переменного токов и в качестве блокировочных элементов.
Конденсаторы постоянной емкости. Условное графическое обозначение конденсатора постоянной емкости—две параллельные липни — символизирует его основные части: две обкладки и диэлектрик между ними . Около обозначения конденсатора на схеме обычно указывают его номинальную емкость, а иногда и номинальное напряжение. Основная единица измерения емкости — фарад (Ф) — емкость такого уединенного проводника, потенциал которого возрастает на один вольт при увеличении заряда на один кулон. Это очень большая величина, которая на практике не применяется. В радиотехнике используют конденсаторы емкостью от долей пикофарада (пФ) до десятков тысяч микрофарад (мкФ).
Согласно ГОСТ 2.702—75 номинальную емкость от 0 до 9 999 пФ указывают на схемах в пикофарадах без обозначения единицы измерения, от 10 000 пФ до 9 999 мкФ — в микрофарадах с обозначением единицы измерения буквами мк.
Номинальную емкость и допускаемое отклонение от нее, а в некоторых случаях и номинальное напряжение указывают на корпусах конденсаторов.
В зависимости от их размеров номинальную емкость и допускаемое отклонение указывают в полной или сокращенной (кодированной) форме. Полное обозначение емкости состоит из соответствующего числа и единицы измерения, причем, как и на схемах, емкость от 0 до 9 999 пФ указывают в пикофарадах (22 пФ, 3 300 пФ и т. д.), а от 0,01 до 9 999 мкФ —в микрофарадах (0,047 мкФ, 10 мкФ и т. д.). В сокращенной маркировке единицы измерения емкости обозначают буквами П (пикофарад), М (микрофарад) и Н (нанофарад; 1 нано-фарад=1000 пФ = 0,001 мкФ). При этом емкость от 0 до 100 пФ обозначают в пикофарадах, помещая букву П либо после числа (если оно целое), либо на месте запятой (4,7 пФ — 4П7; 8,2 пФ —8П2; 22 пФ — 22П; 91 пФ — 91П и т. д.). Емкость от 100 пФ (0,1 нФ) до 0,1 мкФ (100 нФ) обозначают в на нофарадах, а от 0,1 мкФ и выше — в микрофарадах. В этом случае, если емкость выражена в долях нанофарада или микрофарада, соответствующую единицу измерения помещают на месте нуля и запятой (180 пФ=0,18 нФ—Н18; 470 пФ=0,47 нФ —Н47; 0,33 мкФ —МЗЗ; 0,5 мкФ —МбО и т. д.), а если число состоит из целой части и дроби — на месте запятой (1500 пФ= 1,5 нФ — 1Н5; 6,8 мкФ — 6М8 и т. д.). Емкости конденсаторов, выраженные целым числом соответствующих единиц измерения, указывают обычным способом (0,01 мкФ —ЮН, 20 мкФ — 20М, 100 мкФ — 100М и т. д.). Для указания допускаемого отклонения емкости от номинального значения используют те же кодированные обозначения, что и для резисторов.
Потери в конденсаторах, определяемые в основном потерями в диэлектрике, возрастают при повышении температуры, влажности и частоты. Наименьшими потерями обладают конденсаторы с диэлектриком из высокочастотной керамики, со слюдяными и пленочными диэлектриками, наибольшими — конденсаторы с бумажным диэлектриком и из сегнетокерамики. Это обстоятельство необходимо учитывать при замене конденсаторов в радиоаппаратуре. Изменение емкости конденсатора под воздействием окружающей среды (в основном, ее температуры) происходит из-за изменения размеров обкладок, зазоров между ними и свойств диэлектрика. В зависимости от конструкции и примененного диэлектрика конденсаторы характеризуются различным температурным коэффициентом емкости (ТКЕ), который показывает относительное изменение емкости при изменении температуры на один градус; ТКЕ может быть положительным и отрицательным. По значению и знаку этого параметра конденсаторы разделяются на группы, которым присвоены соответствующие буквенные обозначения и цвет окраски корпуса.
Для сохранения настройки колебательных контуров при работе в широком интервале температур часто используют последовательное и параллельное соединение конденсаторов, у которых ТКЕ имеют разные знаки. Благодаря этому при изменении температуры частота настройки такого термокомпенсированного контура остается практически неизменной.
Как и любые проводники, конденсаторы обладают некоторой индуктивностью. Она тем больше, чем длиннее и тоньше выводы конденсатора, чем больше размеры его обкладок и внутренних соединительных проводников.
Наибольшей индуктивностью обладают бумажные конденсаторы, у которых обкладки выполнены в виде длинных лент из фольги, свернутых вместе с диэлектриком в рулон круглой или иной формы. Если не принято специальных мер, такие конденсаторы плохо работают на частотах выше нескольких мегагерц. Поэтому на практике для обеспечения работы блокировочного конденсатора в широком диапазоне частот параллельно бумажному подключают керамический или слюдяной конденсатор небольшой емкости.
Однако существуют бумажные конденсаторы и с малой собственной индуктивностью. В них полосы фольги соединены с выводами не в одном, а во многих местах. Достигается это либо полосками фольги, вкладываемыми в рулон при намотке, либо смещением полос (обкладок) к противоположным концам рулона и пропайкой их
Для защиты от помех, которые могут проникнуть в прибор через цепи питания и наоборот, а также для различных блокировок используют так называемые проходные конденсаторы. Такой конденсатор имеет три вывода, два из .которых представляют собой сплошной токонесущий стержень, проходящий через корпус конденсатора. К этому стержню присоединена одна из обкладок конденсатора. Третьим выводом является металлический корпус, с которым соединена вторая обкладка. Корпус проходного конденсатора закрепляют непосредственно на шасси или экране, а токоподводящий провод (цепь питания) припаивают к его среднему выводу. Благодаря такой конструкции токи высокой частоты замыкаются на шасси или экран устройства, в то время как постоянные токи проходят беспрепятственно. На высоких частотах применяют керамические проходные конденсаторы, в которых роль одной из обкладок играет сам центральный проводник, а другой — слой металлизации, нанесенный на керамическую трубку.
С той же целью, что и проходные, применяют опорные конденсаторы, представляющие собой своего рода монтажные стойки, устанавливаемые на металлическом шасси. Обкладку, соединяемую с ним, выделяют в обозначении такого конденсатора тремя наклонными линиями, символизирующими «заземление»
Для работы в диапазоне звуковых частот, а также для фильтрации выпрямленных напряжений питания необходимы конденсаторы, емкость которых измеряется десятками, сотнями и даже тысячами микрофарад. Такую емкость при достаточно малых размерах имеют оксидные конденсаторы (старое название — электролитические). В них роль одной обкладки (анода) играет алюминиевый или танталовый электрод, роль диэлектрика — тонкий оксидный слой, нанесенный на него, а роль другой обкладки (катода) — специальный электролит, выводом которого часто служит металлический корпус конденсатора. В отличие от других большинство типов оксидных конденсаторов полярны, т. е. требуют для нормальной работы поляризующего напряжения. Это значит, что включать их можно только в цепи постоянного или пульсирующего напряжения и только в той полярности (катод — к минусу, анод — к плюсу), которая указана на корпусе. Невыполнение этого условия приводит к выходу конденсатора из строя, что иногда сопровождается мощнейшим взрывом.
Оксидные конденсаторы очень чувствительны к перенапряжениям, поэтому на схемах часто указывают не только их номинальную емкость, но и номинальное напряжение.
С целью уменьшения размеров в один корпус иногда заключают два конденсатора, но выводов делают только три (один — общий).
Конденсаторы переменной емкости (КПЕ). Конденсатор переменной емкости состоит из двух групп металлических пластин, одна из которых может плавно перемещаться по отношению к другой. При этом движении пластины подвижной части (ротора) обычно вводятся в зазоры между пластинами неподвижной части (статора), в результате чего площадь перекрытия одних пластин другими, а следовательно, и емкость изменяются. Диэлектриком в КПЕ чаще всего служит воздух. В малогабаритной аппаратуре, например в транзисторных карманных приемниках, широкое применение нашли КПЕ с твердым диэлектриком, в качестве которого используют пленки из износостойких высокочастотных диэлектриков (фторопласта, полиэтилена и т. п.). Параметры КПЕ с твердым диэлектриком несколько хуже, но зато они значительно дешевле в производстве и размеры их намного меньше, чем КПБ с воздушным диэлектриком.
Основными параметрами КПЕ, позволяющими оценить его возможности при работе в колебательном контуре, являются минимальная и максимальная емкость, которые, как правило, указывают на схеме рядом с символом КПЕ.
В большинстве радиоприемников и радиопередатчиков для одновременной настройки нескольких колебательных контуров применяют блоки КПЕ, состоящие из двух, трех и более секций. Роторы в таких блоках закреплены на одном общем валу, вращая который можно одновременно изменять емкость всех секций. Крайние пластины роторов часто делают разрезными (по радиусу). Это позволяет еще на заводе отрегулировать блок так, чтобы емкости всех секций были одинаковыми в любом положении ротора.
В измерительной аппаратуре, например в плечах емкостных мостов, находят применение так называемые дифференциальные (от лат. differentia — различие) конденсаторы. У них две группы статорных и одна — роторных пластин, расположенные так, что когда роторные пластины выходят из зазоров между пластинами одной группы статора, они в то же время входят между пластинами другой. При этом емкость между пластинами первого статора и пластинами ротора уменьшается, а между пластинами ротора и второго статора увеличивается. Суммарная же емкость между ротором и обоими статорами остается неизменной.
Подстроечные конденсаторы. Для установки начальной емкости колебательного контура, определяющей максимальную частоту его настройки, применяют подстроечные конденсаторы, емкость которых можно изменять от единиц пикофарад до нескольких десятков пикофарад (иногда и более). Основное требование к ним — плавность изменения емкости и надежность фиксации ротора в установленном при настройке положении. Оси подстроечных конденсаторов (обычно короткие) имеют шлиц, поэтому регулирование их емкости возможно только с применением инструмента (отвертки). В радиовещательной аппаратуре наиболее широко применяют конденсаторы с твердым диэлектриком.
Конструкция керамического подстроечного конденсатора (КПК) одного из наиболее распространена. Он состоит из керамического основания (статора) и подвижно закрепленного на нем керамического диска (ротора). Обкладки конденсатора—тонкие слои серебра — нанесены методом вжигания на статор и наружную сторону ротора. Емкость изменяют вращением ротора. В простейшей аппаратуре применяют иногда проволочные подстроечные конденсаторы. Такой элемент состоит из отрезка медной проволоки диаметром 1 … 2 и длиной 15 … 20 мм, на который плотно, виток к витку, намотан изолированный провод диаметром-0,2… 0,3 мм. Емкость изменяют отматыванием провода, а чтобы обмотка не сползла, ее пропитывают каким-либо изоляционным составом (лаком, клеем и т. п.).
Саморегулируемые конденсаторы. Используя в качестве диэлектрика специальную керамику, диэлектрическая проницаемость которой сильно зависит от напряженности электрического поля, можно получить конденсатор, емкость которого зависит от напряжения на его обкладках. Такие конденсаторы получили название варикондов (от английских слов vari (able) — переменный и cond(enser) —конденсатор). При изменении напряжения от нескольких вольт до номинального емкость вариконда изменяется в 3—6 раз.
Вариконды можно использовать в различных устройствах автоматики, в генераторах качающейся частоты, модуляторах, для электрической настройки колебательных контуров и т. д.
Условное обозначение вариконда — символ конденсатора со знаком нелинейного саморегулирования и латинской буквой U.
Аналогично построено обозначение термоконденсаторов, применяемых в электронных наручных часах. Фактор, изменяющий емкость такого конденсатора—температуру среды — обозначают символом t°.
Допускаемое отклонение емкости любого конденсатора от номинала обычно указывают в процентах, но на конденсаторах очень малых емкостей допускаемое отклонение от номинала обозначают в пикофарадах. Если на конденсаторе указано «100± 10%», это означает, что емкость его не может быть меньше 90,и больше 11О пФ. Если в маркировке допуск не указан, то у такого конденсатора допускаемое отклонение от номинала ±20%. На конденсаторах, изготовляемых только с одним, определенным допускаемым отклонением от номинала, например, оксидных (старое название — электролитические) конденсаторов серии КЭ, сегнетокерамических КДС, допуск также не указывается.
При работе конденсатора в цепи, где имеется и переменная и постоянная составляющие, общая сумма напряжения постоянного тока и амплитудного значения напряжения, переменного тока не должна превышать номинального напряжения. Если переменная составляющая напряжения мала (что имеет место во всех каскадах усиления высокой и промежуточной частот приемника), то, выбирая конденсатор, достаточно учитывать только постоянное напряжение на нем. Но в цепях оконечного каскада и выпрямителя надо учитывать также и переменную составляющую..
Следует, однако, иметь в виду, что запас по напряжению не должен слишком завышаться, так как у конденсаторов с большим номинальным напряжением обычно больше габариты, что приводит к увеличению габаритов всего устройства в целом, а также в конечном итоге к повышению стоимости устройства.
Оксидные конденсаторы (или как их ранее называли — электролитические) не рекомендуется использовать при напряжениях переменной составляющей, близких к половине рабочего напряжения конденсатора. Это объясняется особенностями устройства и режимом их работы.
При нормальной температуре фактическая емкость оксидного конденсатора может быть на 20% меньше и на 80% больше обозначенной на его корпусе. При максимальной рабочей температуре, которая для конденсатора широкого применения составляет 70 — 80°С, емкость может увеличиваться на 20 — 30% по сравнению с измеренной при нормальной температуре. У конденсаторов, предназначенных для бытовой аппаратуры, емкость при температуре — 10° С может уменьшиться в два раза но сравнению с емкостью при нормальной температуре (кондсенсаторы К50-6, К50-7). В аппаратуре для полевых, условий работы используются конденсаторы (К50-3, К50-ЗА, К50-ЗБ), у которых емкость снижается не более чем в два раза при температуре — 40 … — 60° С.
Оксидные конденсаторы полярны. Они хорошо работают в цепях постоянного и пульсирующего напряжения. Вместе с тем выпускаются и неполярные оксидные конденсаторы с алюминиевыми и танталовыми фольговыми электродами. Такие конденсаторы могут работать в цепях переменного тока.
Номинальные напряжения выпускаемых промышленностью оксидных конденсаторов находятся в пределах от 3 до 450 В, а номинальные емкости — от долей микрофарады до нескольких тысяч микрофарад, причем конденсаторы с большой емкостью, как правило, имеют меньшие номинальные напряжения.
Так как максимально допустимое напряжение включает в себя и амплитуду переменной составляющей, то для полярных оксидных конденсаторов с рабочим напряжением 100 — 450 В величина переменной составляющей не должна превышать 8% от этих напряжений. Чем больше емкость и номинальное напряжение, тем меньше допустимая амплитуда переменного тока. Если переменная составляющая имеет большую величину, оксидный конденсатор перегревается. В таких случаях оксидные конденсаторы следует заменять конденсаторами других типов, например, бумажными большой емкости.
К особенностям оксидных конденсаторов относится и то, что в фильтрах выпрямителей их можно применять лишь на частотах до 1000 Гц. При повышении частоты (выше 50 Гц) действующая емкость их будет становиться все меньше и меньше по отношению к номинальной, При более высоких частотах допустимая амплитуда переменной составляющей также уменьшается обратно пропорционально частоте. Так, при частоте 100 Гц допустимая амплитуда вдвое меньше, чем при частоте 50 Гц.
Оксидные конденсаторы имеют сравнительно низкое сопротивление изоляции. При номинальном для данного типа конденсаторов рабочем напряжении ток утечки может доходить до 0,1 мА на каждую микрофараду емкости. Утечка свыше этой нормы свидетельствует о плохом качестве конденсатора. Такой конденсатор необходимо заменить.
Оксидные конденсаторы применяют преимущественно в фильтрах блоков питания, в развязывающих фильтрах, а в транзисторной аппаратуре — в цепях связи между транзисторными каскадами и для шунтирования резисторов в цепях эмиттеров транзисторов.
Как и для других радиодеталей, требования к жесткости допускаемых отклонений емкости от номинального значения определяются для конденсаторов в зависимости от того, какую функцию они выполняют в том или другом аппарате. Так, для конденсаторов, шунтирующих резисторы в цепях катодов ламп усилителей ВЧ и ПЧ, конденсаторов фильтра и блокирующих в анодных и экранных цепях, емкости могут быть сколь угодно большие, но не меньше номинальной, указанной на схеме; для разделительных конденсаторов, применяемых в усилителях низкой частоты, отклонения от номинала могут составлять 20 — 30%. Емкость конденсаторов, применяемых в корректирующих цепях, улучшающих частотную характеристику усилителей низкой частоты, не должна отличаться более чем на ±10% от расчетной.
Тип диэлектрика, используемого в конденсаторе, играет решающую роль при определении области применения конденсатора. В колебательных контурах диапазона длинных и средних волн можно использовать практически конденсаторы самых разных типов, в том числе и со слюдяным диэлектриком, хотя такие конденсаторы не всегда обладают достаточно малыми потерями.
Во всех цепях токов высокой частоты можно применять керамические конденсаторы (при емкостях до 1000 — 5000 пФ) или безындукционные бумажные (при емкостях более 1000 — 5000 пФ).
В цепях экранирующих сеток ламп и в анодных фильтрах высокочастотных, каскадов для развязывания цепей допустимо применять безындукционные бумажные конденсаторы; при этом должна быть заземлена или соединена с проводом общего минуса наружная обкладка конденсатора (этот вывод помечается соответствующим знаком на корпусе или торце безындукционных конденсаторов). В низкочастотных каскадах все конденсаторы могут быть бумажные.
Конденсаторы переменной емкости для настройки колебательного контура приемников желательно иметь с воздушным диэлектриком. Еще в большей мере это от- носится к колебательным контурам измерительных приборов. Из подстроечных конденсаторов лучшими являются конденсаторы с воздушными и керамическими диэлектриками.
Основные неисправности конденсаторов: пробой изоляции (короткое замыкание между обкладками), большой ток утечки (плохая изоляция между обкладками), обрыв выводов, а у оксидных (электролитических) — и потеря емкости.
Проверка исправности конденсаторов. Неисправности конденсаторов, особенно большой емкости, такие, как потеря емкости, короткое замыкание и большой ток утечки, могут быть легко обнаружены с помощью мегаомметра, а также омметра или даже простейшего пробника.
Если конденсатор большой емкости исправен, то при подключении к нему пробника стрелка прибора сначала резко отклонится вправо, причем отклонение это будет тем больше, чем больше емкость конденсатора, а затем относительно медленно начнет возвращаться влево и установится над одним из делений в начале шкалы. Если же конденсатор неисправен, то есть потерял емкость или имеет утечку, то в первом случае стрелка прибора вообще не отклонится вправо, а во втором — отклонится почти на всю шкалу, а затем установится на одном из делений в конце ее в зависимости от величины сопротивления утечки. Проверяя конденсатор этим способом, следует всегда обращать внимание на то, не превышает ли напряжение питания прибора допустимого напряжения конденсатора, иначе в конденсаторе может произойти пробой изоляции уже при проверке.
Состояние изоляции у конденсаторов емкостью порядка микрофарад, а иногда и десятых долей микрофарады может быть оценено и по интенсивности искры, если конденсатор подключить сначала к источнику напряжения и зарядить, а затем замкнуть его выводы. Таким способом можно проверять конденсаторы любых типов (кроме электролитических).
В ряде случаев вызывает затруднение проверка конденсаторов малой емкости (порядка десятков и сотен пикофарад), у которых искра при разряде незначительна, а сопротивление утечки настолько велико, что конденсатор с обрывом вывода может быть легко принят за вполне исправный с высоким сопротивлением утечки.
С помощью омметра или авометра в режиме измерения сопротивлений можно в случае необходимости определить полярность оксидного конденсатора (типа К50-6 и др.). При подключении к конденсатору прибор в. зависимости от того, как подключены щупы, в одном положении покажет большее, а в другом меньшее сопротивление. Большее сопротивление соответствует тому случаю, когда плюсовой щуп прибора соединен с положительным полюсом конденсатора.
Оксидные (электролитические) конденсаторы, имеющие полярные выводы, также могут быть включены и параллельно и последователыю. Однако при последовательном их включении всегда следует принимать дополнительные меры для предотвращения пробоя изоляции. Особенно это важно, когда при отсутствии оксидных конденсаторов на нужные рабочие напряжения их заменяют конденсаторами меньше-го рабочего напряжения. Чтобы выровнять напряжения, параллельно каждому из последовательно соединенных конденсаторов подключают резисторы одинакового сопротивления (0,5 — 1,5 МОм). Потери, которые вызываются подключением таких резисторов, незначительны, и практически не отражаются на-работе выпрямителя. Общая емкость двух одинаковых по емкости конденсаторов, последовательно соединенных, равна половине емкости каждого из них.
Как проверить конденсатор
При конструировании и ремонте электронной техники часто возникает необходимость в проверке радиоэлементов, в том числе и конденсаторов. О том, как с достоверной точностью проверить исправность конденсаторов перед их использованием и пойдёт речь.
Самым доступным и распространённым прибором, с помощью которого можно проверить практически любой конденсатор, является цифровой мультиметр, включенный в режим омметра.
Наиболее важным является проверка конденсатора на пробой.
Пробой конденсатора – это неисправность, связанная с изменением сопротивления диэлектрика между обкладками конденсатора вследствие превышения допустимого рабочего напряжения на обкладках конденсатора.
При значительном превышении рабочего напряжения на конденсаторе, между его обкладками происходит электрический пробой. На корпусе пробитых конденсаторов можно обнаружить потемнения, вздутия, тёмные пятна и другие внешние признаки неисправности элемента.
Поскольку конденсатор не пропускает постоянный ток, то сопротивление между его выводами (обкладками) должно быть очень большим и ограничиваться лишь так называемым сопротивлением утечки. В реальных конденсаторах диэлектрик, несмотря на то, что он является, по сути, изолятором, пропускает незначительный ток. Этот ток для исправного конденсатора очень мал и не учитывается. Он называется током утечки.
Данный способ подходит для проверки неполярных конденсаторов. В неполярных конденсаторах, в которых диэлектриком является слюда, керамика, бумага, стекло, воздух, сопротивление утечки бесконечно большое и если измерить сопротивление между выводами такого конденсатора цифровым мультиметром, то прибор зафиксирует бесконечно большое сопротивление.
Обычно, если у конденсатора присутствует электрический пробой, то сопротивление между его обкладками составляет довольно малую величину – несколько единиц или десятки Ом. Пробитый конденсатор, по сути, является обычным проводником.
На практике проверить на пробой любой неполярный конденсатор можно так:
Переключаем цифровой мультиметр в режим измерения сопротивления и устанавливаем самый большой из возможных пределов измерения сопротивления.
Далее подключаем измерительные щупы к выводам проверяемого конденсатора. При исправном конденсаторе прибор не покажет никакого значения и на дисплее засветиться единичка. Это свидетельствует о том, что сопротивление утечки конденсатора более 2 Мегаом. Этого достаточно, чтобы в большинстве случаев судить об исправности конденсатора. Если цифровой мультиметр чётко зафиксирует какое-либо сопротивление, меньшее 2 Мегаом, то, скорее всего, конденсатор неисправен.
Следует учесть, что держаться обеими руками выводов и щупов мультиметра при измерении нельзя. Так как в таком случае прибор зафиксирует сопротивление Вашего тела, а не сопротивление утечки конденсатора. Поскольку сопротивление тела человека меньше сопротивления утечки, то ток потечёт по пути наименьшего сопротивления, то есть через ваше тело по пути рука – рука. Поэтому не стоит забывать о правилах при проведении измерения сопротивления.
Проверка полярных электролитических конденсаторов с помощью омметра несколько отличается от проверки неполярных.
Сопротивление утечки полярных конденсаторов обычно составляет не менее 100 кОм. Для более качественных полярных конденсаторов это значение не менее 1 Мегаом. При проверке таких конденсаторов омметром следует сначала разрядить конденсатор, замкнув выводы накоротко.
Далее необходимо установить предел измерения сопротивления не ниже 100 килоОм. Для упомянутых выше конденсаторов это будет предел 200k (200.000 Ом). Далее соблюдая полярность подключения щупов, измеряют сопротивление утечки конденсатора. Так как электролитические конденсаторы имеют довольно высокую емкость, то при проверке конденсатор начнёт заряжаться. Этот процесс занимает несколько секунд, в течение которых сопротивление на цифровом дисплее будет расти, и будет расти до тех пор, пока конденсатор не зарядится. Если значение измеряемого сопротивления перевалило за 100 килоОм, то в большинстве случаев можно с достаточной уверенностью судить об исправности конденсатора.
Ранее, когда среди радиолюбителей были распространены стрелочные омметры, проверка конденсаторов проводилась аналогичным образом. При этом конденсатор заряжался от батареи омметра и сопротивление, показываемое стрелочным прибором росло, в конечном итоге достигая значения сопротивления утечки.
По скорости отклонения стрелки измерительного прибора от нуля и до конечного значения оценивали емкость электролитического конденсатора. Чем дольше проходила зарядка (дольше отклонялась стрелка прибора), тем соответственно, была больше ёмкость конденсатора. Для конденсаторов с небольшой ёмкостью (1 – 100 мкф) стрелка измерительного прибора отклонялась достаточно быстро, что свидетельствовало о небольшой ёмкости конденсатора, а вот при проверке конденсаторов с большой ёмкостью (1000 мкф и более), стрелка отклонялась значительно медленнее.
Проверка конденсаторов с помощью омметра является косвенным методом. Более точную и правдивую оценку об исправности конденсатора и его параметрах позволяет получить мультиметр с возможностью измерения ёмкости конденсатора.
При проверке электролитических конденсаторов необходимо перед проведением измерения ёмкости полностью разрядить проверяемый конденсатор. Особенно этого правила стоит придерживаться при проверке полярных конденсаторов, имеющих большую ёмкость и высокое рабочее напряжение. Если этого не сделать, то можно испортить измерительный прибор.
Например, часто приходиться проверять исправность конденсаторов, которые выполняют роль фильтрующих, и применяются в импульсных блоках питания. Их ёмкость и рабочее напряжение достаточно велики и при неполном разряде могут привести к порче измерительного прибора.
Поэтому такие конденсаторы перед проверкой следует разрядить, закоротив выводы накоротко (для низковольтных конденсаторов с малой ёмкостью), либо подсоединив к выводам резистор, сопротивлением 5-10 килоОм (для высоковольтных конденсаторов). При проведении данной операции не стоит касаться руками выводов конденсатора, иначе можно получить неприятный удар током при разряде обкладок. При закорачивании выводов заряженного электролитического конденсатора проскакивает искра. Чтобы исключить появление искры, выводы высоковольтных конденсаторов и закорачивают через резистор.
Одной из существенных неисправностей электролитических конденсаторов является частичная потеря ёмкости, вызванная повышенной утечкой. В таких случаях ёмкость конденсатора заметно меньше, чем указанная на корпусе. Определить такую неисправность при помощи омметра довольно сложно. Для точного обнаружения такой неисправности, как потеря ёмкости потребуется измеритель ёмкости, который есть не в каждом мультиметре.
Также с помощью омметра трудно обнаружить такую неисправность конденсатора как обрыв. При обрыве конденсатор электрически представляет собой два изолированных проводника не имеющих никакой ёмкости.
Для полярных электролитических конденсатором косвенным признаком обрыва может служить отсутствие изменения показаний на дисплее мультиметра при замере сопротивления. Для неполярных конденсаторов малой ёмкости обнаружить обрыв практически невозможно, поскольку исправный конденсатор также имеет очень высокое сопротивление.
Обнаружить обрыв в конденсаторе возможно лишь с помощью приборов для измерения ёмкости конденсатора.
На практике обрыв в конденсаторах встречается довольно редко, в основном при механических повреждениях. Куда чаще при ремонте аппаратуры приходиться заменять конденсаторы, имеющие электрический пробой либо частичную потерю ёмкости.
Например, люминесцентные компактные лампы частенько выходят из строя по причине электрического пробоя конденсаторов в электронной схеме преобразователя.
Причиной неисправности телевизора может служить потеря ёмкости электролитического конденсатора в схеме источника питания.
Потеря ёмкости электролитическими конденсаторами легко обнаруживается при замере ёмкости таких конденсаторов с помощью мультиметров с функцией измерения ёмкости.
Неисправность конденсатора можно определить при внешнем осмотре, например, корпус электролитических конденсаторов имеет разрыв насечки в верхней части корпуса. Это свидетельствует о том, что на конденсатор действовало завышенное напряжение, вследствие чего и произошёл, так называемый «взрыв” конденсатора. Корпуса неполярных конденсаторов при значительном превышении рабочего напряжения имеют свойство раскалываться, на поверхности образуются расколы и трещины.
Такие дефекты конденсаторов появляются, например, при воздействии мощного электрического разряда на электронный прибор во время грозовых разрядов и сильных скачков напряжения электроосветительной сети.
Без конденсаторов, пожалуй, не обходится ни одна электрическая или электронная схема. Этот довольно простой по строению и, в общем-то, нехитрый по принципу своего действия элемент – буквально незаменим. И выход из строя такого миниатюрного «звена» общей цепи вполне способен повлечь и общую неработоспособность всего прибора или устройства.
Многие конденсаторы способны служить десятилетиями, и при этом не потребовать замены. Но время от времени выход из строя или некорректная работа электронной схемы заставляет заниматься поисками «виновника». Подозрение порой падает и на эти элементы цепи. Поэтому необходимо знать, как проверить конденсатор, чтобы убедиться в его пригодности или, наоборот, необходимости замены.
Да и перед проведением электромонтажных работ тоже не мешает заранее проверять элементы, которые будут впаиваться на свое место в плату. В любой партии изделий может быть определенный процент заводского брака. И проще выявить нерабочий конденсатор до его установки, нежели потом искать неисправности по всей схеме.
Основные типы конденсаторов
Буквально несколько минут внимания следует уделить принципам строения и работы конденсаторов, а также разновидностям этих элементов схемы. Так будет проще понять, на чем строится методика проверки их работоспособности.
Итак, конденсатор представляет собой очень распространенный элемент электрической цепи, в котором происходит накопление заряда. Устройство нехитрое – в отличие от многих других элементов здесь нет никаких полупроводниковых переходов. По сути – это всего лишь две значительные по площади токопроводящие пластины (их обычно называют обкладками) равных размеров, разнесенные на небольшое расстояние одна от другой, то есть непосредственного электрического контакта между ними нет и быть не должно. Этот просвет заполняется диэлектрическим материалом.
Принятое условное обозначение конденсатора на схемах как раз очень наглядно показывает принцип его устройства.
Понятно, что в цепи постоянного тока проводимость через конденсатор отсутствует, так как цепь, по сути, разорвана. Но зато на его обкладках накапливается (конденсируется) электрический заряд. И чем больше площадь этих обкладок, тем больший заряд может быть накоплен. Показателем же этих возможностей является величина емкости конденсатора.
Эта физическая величина измеряется в фарадах (F). Один фарад – это способность накопить 1 кулон заряда при разности потенциалов на обкладках в 1 вольт. Но пусть эти «единички» не вводят в заблуждение: на самом деле 1 F – это просто огромный показатель. На деле же приходится иметь дело с куда меньшими величинами:
1 mF = 0.001F = F×10⁻³ — миллифарад;
1 μF = 0.001mF = F×10⁻⁶ — микрофарад;
1 nF = 0.001μF = F×10⁻⁹ — нанофарад;
1 pF = 0.001nF = F×10⁻¹² — пикофарад
Несмотря на общность принципа устройства и действия, по своей конструкции конденсаторы все же могут иметь существенные различия.
Прежде всего, их можно разделить на две большие группы – полярные и неполярные конденсаторы.
- Для неполярных элементов не имеет никакого значения взаимное расположение их обкладок в общей схеме. Такие конденсаторы выпускаются в следующих основных «обличиях».
Керамические конденсаторы – в качестве разделительного диэлектрического слоя между обкладками применяется керамический состав. Эти элементы характеризуются компактностью, широким диапазоном допустимых рабочих напряжений, дешевизной наряду с довольно высокой надежностью и долговечностью.
Для достижения более высоких показателей емкости требуется увеличивать площадь обкладок. Это достигается свертыванием в рулон (или в «гармошку») двух токопроводящих лент со специальным металлизированным покрытием (или даже лент из алюминиевой фольги) с размещённой между ними диэлектрической прокладкой. По такому принципу устроены бумажные, металлобумажные, слюдяные и пришедшие им на замену серебряно-слюдяные конденсаторы.
К неполярным относятся и мощные пусковые конденсаторы, имеющиеся во многих моделях бытовой техники, оснащенной электроприводами. Они собираются в достаточно габаритном корпусе цилиндрической или кубической формы, имеют обкладки из металлизированной полипропиленовой пленки и заполняются диэлектрическим маслом.
Их не зря называют пусковыми – они способны накапливать очень значительный заряд для выработки мощного пускового импульса и для повышения коэффициента мощности электроустановок. Способны они и сглаживать значительные колебания в системах высокого напряжения.
- Полярные конденсаторы требуют, как понятно из названия, соблюдения полярности при установке их в схему.
Наиболее распространены на сегодняшний день полярные конденсаторы в алюминиевом цилиндрическом корпусе. Нередко такие элементы именуют еще «электролитическими». Такое название предопределяет тот факт, что свободное пространство между обкладками заполняется специальным электролитом. Диапазон габаритов и электротехнических показателей – очень широкий, но если неполярные компактные конденсаторы чаще всего по ёмкости максимально ограничиваются единицами микрофарад, то у электролитических счет может идти даже на тысячи μF, то есть единицы mF. На три порядка больше!
Шагом вперед стало появление танталовых полярных конденсаторов, у которых соотношение размеров и возможных показателей емкости – намного выше. То есть это оптимальный вариант тех случаях, когда требуется компактность схемы наряду с высокой емкостью. Правда, такие детали значительно дороже, а кроме того – излишне чувствительны к пульсации токов и к превышениям допустимых напряжений, которые часто выводит их из строя.
Здесь были рассмотрены далеко не все формы выпуска конденсаторов, но принцип их строения, независимо от внешности, остается тем же.
Какие неисправности могут случиться в конденсаторе
Прежде чем учиться искать неисправности конденсатора, необходимо разобраться, в чем же они могут заключаться. Иными словами – нужно знать, что искать.
Итак, полный выход из строя или неправильная работа этого элемента схемы может выражаться в следующем:
- Пробой между обкладками конденсатора. Обычно вызывается превышением допустимого напряжения на выводах. По сути, участок цепи, который должен «разрываться» конденсатором, получается замкнутым.
- Обрыв между выводом конденсатора и обкладкой. Может случиться из-за вибрационного или иного механического воздействия, от превышения допустимого напряжения. Нельзя исключить и производственный брак. На деле получается, что конденсатор в схеме попросту отсутствует – на его месте банальный разрыв цепи.
- Повышенный ток утечки – в связи с потерей диэлектрических качеств разделяющего обкладки слоя происходит «перетекание зарядов». Конденсатор не в силах сохранять полученный заряд достаточное для его корректной работы время.
- Недостаточная емкость конденсатора. Может вызываться повышенным током утечки или же опять, чего греха таить, производственным браком. В результате схема, в которую включен такой конденсатор, работает некорректно, неустойчиво, или вовсе становится неработоспособной.
- Для электролитических полярных конденсаторов выделяют еще один возможный дефект – это превышение эквивалентного последовательного сопротивления ЭПС (ESR). Как известно, такие конденсаторы, работая в схемах с высокочастотными токами, способны «фильтровать» постоянную составляющую и пропускать частотный сигнал. Но этот сигнал может «подавляться» повышенным ЭПС, по аналогии с обычным резистором, значительно снижая его уровень. Что, кстати, одновременно ведет и к нагреву таких элементов схемы.
ЭПС складывается из нескольких факторов:
— обычное активное сопротивление проволочных выводов, обкладок и точек их соединения.
— сопротивление, вызванное неоднородностью диэлектриков, наличием примесей или влаги.
— сопротивление электролита, которое способно изменяться (нарастать) по мере испарения, высыхания, постепенного изменения химического состава.
Для ответственных схем показатель ЭПС имеет очень важное значение. Но, к сожалению, именно эту величину оценить и сравнить с допустимой табличной без использования специфических приборов – невозможно.
Справедливости ради надо сказать, что некоторые пытливые мастера самостоятельно заготавливают приборы-приставки для оценки ESR и используют их в связке с самыми обычными цифровыми мультиметрами. При желании в интернете можно отыскать немало схем подобных приставок.
Пример таблицы допустимых значений эквивалентного последовательного сопротивления (в омах – Ω) для электролитических конденсаторов различных номиналов емкости (μF) и напряжения (V):
10 V | 16 V | 25 V | 35 V | 50 V | 63 V | 100 V | 160 V | 250 V | 350 V | 450 V | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 μF | — | — | 2.1 | 2.4 | 4.5 | 4.5 | 8.5 | 9.5 | 8.7 | 8.5 | 3.6 |
2.2 μF | — | — | 2.0 | 2.4 | 4.5 | 4.5 | 2.3 | 4.0 | 6.1 | 4.2 | 3.6 |
3.3 μF | — | — | 2.0 | 2.3 | 4.7 | 4.5 | 2.2 | 3.1 | 4.6 | 1.6 | 3.5 |
4.7 μF | — | — | 2.0 | 2.2 | 3.0 | 3.8 | 2.0 | 3.0 | 3.5 | 1.6 | 5.7 |
10 μF | — | 8.0 | 5.3 | 2.2 | 1.6 | 1.9 | 2.0 | 1.2 | 1.4 | 1.2 | 6.5 |
22 μF | 5.4 | 3.6 | 1.5 | 1.5 | 0.8 | 0.9 | 1.5 | 1.1 | 0.7 | 1.1 | 1.5 |
33 μF | 4.3 | 2.0 | 1.2 | 1.2 | 0.6 | 0.8 | 1.2 | 1.0 | 0.5 | 1.1 | — |
47 μF | 2.2 | 1.0 | 0.9 | 0.7 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.5 | 0.4 | 1.1 | — |
100 μF | 1.2 | 0.7 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.4 | 0.15 | 0.3 | 0.2 | — | — |
220 μF | 0.6 | 0.3 | 0.25 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | — | — |
330 μF | 0.24 | 0.2 | 0.25 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | — | — |
470 μF | 0.24 | 0.18 | 0.12 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.15 | — | — |
1000 μF | 0.12 | 0.15 | 0.08 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | — | — |
2200 μF | 0.12 | 0.14 | 0.14 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | — | — |
3300 μF | 0.13 | 0.12 | 0.13 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | — | — |
4700 μF | 0.12 | 0.12 | 0.12 | .01 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | — | — |
Как проводится проверка конденсаторов
Первый шаг – выбраковка по возможным внешним признакам
Если при некорректной работе или при полной неработоспособности схемы подозрение падает на конденсаторы, разумно будет первым делом произвести внимательный визуальный осмотр этих элементов. Не исключены внешние признаки, которые ясно дадут понять о возникших проблемах.
Аналогичную визуальную «ревизию» стоит проводить и при монтаже схемы, тем более в том случае, если для ее сборки используются радиодетали, уже бывшие в употреблении. Кстати, и среди абсолютно новых нет-нет, да и встречаются явно бракованные.
Обычно сразу становятся заметны конденсаторы с пробоем – это выражается в потемнении, вздутии, прогорании или растрескивании керамического корпуса. Понятно, что такие элементы подлежат безусловной замене, и даже не стоит терять время на их дальнейшую проверку – лучше сконцентрировать свое внимание на поиске возможных причин, приведших к таким последствиям.
Даже если ставится новый керамический конденсатор, но он уже имеет трещины или сколы на корпусе, то его лучше сразу отложить в брак – не столь высока его стоимость, чтобы закладывать в схему «мину замедленного действия». Разумнее поставить полностью исправный и неповреждённый внешне элемент.
Пробои чаще встречаются на неполярных конденсаторах или на танталовых полярных (они очень чувствительны к превышениям напряжения).
Явными признаками выхода из строя, или же состояния, близкого к критическому, хорошо сигнализируют электролитические полярные конденсаторы. Это обусловлено самой особенностью их конструкции.
При превышении допустимого напряжения или же при изменении полярности на отводах внутри «бочонка» резко активизируются химические реакции, сопровождающиеся перегревом электролита и его испарением. Это может привести просто к пересыханию конденсатора, то есть к потере им своей номинальной емкости и повышению тока утечки. Но нередко увеличение давления внутри алюминиевого корпуса заканчивается и его разрывом.
Чтобы свести к минимуму вероятность поражения соседних элементов схемы разорвавшимся электролитическим конденсатором, производители предусматривают утонченную верхнюю «крышку» цилиндра, на которую, кроме того, наносятся насечки в виде креста или звездочки. Таким образом, искусственно создаётся «слабое звено» корпуса, чтобы в случае взрыва (прорыва паров электролита) он был направлен вверх.
Но еще до этой критической ситуации конденсаторы начинают «сигнализировать» о скором «окончании своей карьеры» вздутием этой ослабленной стенки. По этому внешнему признаку следует сразу, не откладывая, производить выбраковку и замену элементов схемы. Проводить дополнительные проверки таких конденсаторов – вряд ли имеет смысл.
Правда, следует проявлять внимательность, и обращать внимание еще на один признак. Случается, что даже при отсутствии деформации верхней стенки цилиндра конденсатора, превышение давления приводит к выжиму нижней диэлектрической пробки, через которую проходят отводы. Встречается такое не столь часто, но тем не менее…
Итак, если заметны явные внешние признаки выхода конденсатора из строя, не стоит тратить время на его последующую более тщательную проверку – даже если показатели будут в пределах, вроде бы, нормы, последующее использование все же крайне нежелательно.
Но в том случае, когда никаких признаков нет, но подозрения из-за неработоспособности схемы падают именно на конденсатор, его следует проверить доступными способами. Для этого прежде всего они выпаивается их схемы.
Многие спрашивают, а возможна ли проверка конденсатора без выпаивания с платы? Да, некоторые способы или хитрости на этот счет имеются, но они возможны далеко не всегда, и зачастую не дают достоверной картины. Подробнее мы на этом остановимся чуть ниже. Но для качественной проверки, не имея в распоряжении специальных приборов, элемент все же придется демонтировать.
Проверка конденсатора с помощью мультиметра
В распоряжении домашнего мастера – неспециалиста в области электроники, как правило, может иметься только обычный мультиметр. Но определенную диагностику и выбраковку вышедших из строя конденсаторов можно провести и с его помощью.
Проверка с помощью омметра
Чаще всего первым шагом производится проверка конденсатора на пробой или обрыв с помощью омметра. Такая «ревизия», по сути, является косвенной, но все же может показать явные неполадки, то есть провести выбраковку. Правда, есть нюансы, которые зависят и от типа конденсатора, и от его номинальной емкости.
Любой конденсатор не должен пропускать постоянный ток. То есть – обладать очень высоким сопротивлением. Возможный ток утечки может быть – это зависит от качества диэлектрического разделительного слоя между обкладками, но в идеале – он настолько мал, что может не учитываться.
То есть при замере сопротивления между выводами конденсатора должно получиться очень высокое значение. Для рабочих неполярных элементов оно лежит в пределах выше 2 МОм.
Значит, мультитестер должен быть переведен в режим работы омметра на максимальном диапазоне. У наиболее распространенных моделей – это как раз и составляет предел измерений в 2000 кОм = 2 МОм.
Перед проверкой любого конденсатора его следует «очистить» от возможного остаточного заряда. Для элементов небольшой емкости и с невысокими показателями напряжения это делается обычным перемыканием выводов с помощью отвертки, пинцета, щупа и т.п.
Для разрядки конденсаторов ёмкостью более 100 μF, и в особенности – с рабочими напряжениями свыше 50 вольт, перемыкать контакты следует через резистор сопротивлением порядка 5÷20 кОм и мощностью не менее 1 Вт. В противном случае можно получить довольно мощную искру, что небезопасно. Перемыкание с помощью резистора проводят в течение двух-трех секунд для полной разрядки конденсатора.
Если проверяется неполярный конденсатор, то как уже говорилось, его сопротивление должно быть не менее 2 MОм. Если прибор типа DT установлен на максимальный предел измерений в 2000 кОм, то на дисплее следует ожидать единицы в крайнем левом разряде, говорящей о том, что цепь, по сути, разомкнута, то есть измеряемое значение лежит выше максимальной установленной границы. У мультиметров другого типа может быть и иная индикация отсутствия проводимости – например, буквенные символы «OL».
В любом случае, если дисплей показывает или полное отсутствие проводимости, или очень высокий показатель сопротивления (более 2 МОм) то можно с уверенностью говорить, что пробой не выявлен, а ток утечки если и есть – то в допустимых пределах.
В распоряжении автора статьи – мультиметр ZT102, в котором реализовано автоматическое определение пределов измерений. то есть достаточно просто установить режим работы на омметр, а единицы измерения прибор определит и покажет самостоятельно. Попробуем проверить на пробой керамический конденсатор ёмкостью 4700 pF = 4.7 nF
Мультиметр устанавливается в режим измерения электрического сопротивления.
После подключения конденсатора к щупам (полярность в данном случае не имеет никакого значения) на дисплее изменений не отмечено – все те же символы, говорящие об отсутствии проводимости.
Вывод – полного пробоя или недопустимо высокого тока утечки однозначно нет.
К сожалению, такая проверка не дает никакого вразумительного ответа, если ли обрыв на этом конденсаторе (обрыв характеризуется точно такими же показаниями дисплея). Просто ток, необходимый для зарядки столь невысокой емкости, настолько незначителен, а сама зарядка происходит так быстро, что мультитестер не успевает на это прореагировать изменением показаний.
Так что подобный метод на неполярных конденсаторах малой емкости, менее 1 μF, и с использованием приборов с невысокими пределами измерений, не дает однозначного ответа о полной исправности элемента. И для полноценной картины не обойтись без измерения емкости.
Теперь, для сравнения, посмотрим на проверку омметром неполярного конденсатора с более высоким показателем емкости – 1 μF.
Вот в этом случае можно смело констатировать, что и пробой отсутствует (заряженный конденсатор не проводит ток), и обрыва точно нет, так как мы наблюдали за процессом зарядки.
Справедливости ради заметим следующее – у показанного мультиметра предел измерений электрического сопротивления ограничивается 60 мегаомами. Именно это обстоятельство, скорее всего, и позволило наблюдать процесс зарядки этого сравнительно небольшого по емкости конденсатора. Был бы предел в 2 МОм – скорее всего, весь этот замер уложился бы в доли секунды, и стал практически незаметным. Ну что ж – явный плюс приборам с расширенным диапазоном.
Теперь проверим омметром полярные электролитические конденсаторы. Принцип не меряется. Правда, при использовании мультиметров с выделенными диапазонами рекомендуется установить предел примерно в 200 кОм. Дело в том, что для многих подобных конденсаторов считается нормальным сопротивление утечки более 100 кОм, для некоторых, наиболее качественных, заявляемый допустимый предел – 1 МОм. Так что в большинстве случаев если будет достигнуто сопротивление в 200 кОм — можно судить об отсутствии пробоя, обрыва и пригодности такого конденсатора к работе. Впрочем, на всякий случай можно установить тот же предел в 2000 кОм и даже, если не жаль элементов питания мультитестера – попытаться дождаться полной зарядки.
Попробуем поэкспериментировать с электролитическими конденсаторами разных номиналов емкости, применяя мультиметр ZT102, то есть с «плавающим» пределом измерений сопротивления.
Первым проверим конденсатор с номиналом 10 μF. Внешне на нем нет никаких признаков неисправностей.
То, что к выводам конденсатора в демонстрируемом примере припаяны проводки – никого не должно вводить в заблуждение. Если длина выводов позволяет проводить измерения напрямую щупами или зажимами-«крокодилами», то никакие удлинения не нужны. А в данном случае проводки припаяны только для того, чтобы освободить руки во время замера для фотографирования. При всех достоинствах этого мультитестера есть у него и недостаток – не предусмотрена отдельная контактная панель для проверки конденсаторов.
Разный цвет припаянных проводков – чтобы не перепутать полярность, так как здесь это уже имеет значение. Черный измерительный провод (СОМ) мультитестера должен идти на «минус» конденсатора, красный, соответственно, на «плюс».
Подключаем щупы к конденсатору.
Показатели на дисплее довольно быстро, буквально за секунду, пересекли рубеж в 1 мегаом и продолжают повышаться.
Рост показателей сопротивления, в отличие от неполярных конденсаторов, не столь стремительный. При выходе на 20 мегаом решено проверку закончить – и без того понятно, что ни обрыва, ни пробоя, ни значимого тока утечки нет.
Вторым на очереди – конденсатор с номиналом 470 μF. Если приглядеться к нему, то явно видно начинающееся вздутие крышки.
По идее – его и проверять-то не стоит, но все-таки посмотрим, в чем окажется выраженной его уже заметная внешне дефектность.
Поначалу проверка шла «штатным образом» — сопротивление нарастало с сотен килоом до 5. 7 МОм. Но, в отличие от ранее проверяемых элементов, затем запустился обратный процесс – сопротивление стало неуклонно снижаться.
Это уже явно говорит о нарастании тока утечки. Как знать, может утечка лежит пока в допустимых пределах, но признак явно тревожный. Тем более что снижение сопротивления не останавливается – просто опыт прекращен, чтобы не садить впустую питание мультиметра.
То есть вздутие конденсатора уже не прошло даром – дефект явно имеется. Дополнительно проверим этот элемент, когда перейдем к измерению емкостей.
Наконец, самый большой по емкости из взятых на проверку электролитический конденсатор – номинал в 2200 μF.
Показания на дисплее стартовали с уровня примерно в 50 кОм, но стабильно и довольно быстро растут — происходит зарядка конденсатора, а емкость у него весьма значительная. Вскорости показания превышают 500 кОм, и в районе 600 кОм стабилизируются.
Что ж, значение сопротивления достаточно велико и вполне входит в допустимые пределы для электролитического конденсатора столь высокой ёмкости. А стабильность показания на пике говорит и о стабильности тока разрядки, который также, по все видимости, не выходит за рамки дозволенного. Предварительный вывод: конденсатор в исправном состоянии – нет ни пробоя, ни обрыва, ни чрезмерного тока утечки.
Проверить конденсаторы измерением их сопротивления вполне можно и стрелочным (аналоговым) тестером. Кстати, там этот процесс выглядит даже более наглядно. При подключении тестируемого элемента стрелка обычно сначала отклоняется вправо, а затем начинает движение в сторону увеличения значения, то есть к левому краю, к «бесконечности».
В остальном же принцип проверки никак не меняется. А наглядность подобной «ревизии» конденсаторов нередко у некоторых мастеров делает именно такой способ даже более предпочитаемым.
Проверка конденсаторов функцией измерения емкости
Итак, косвенная проверка с помощью омметра способна в некоторых случаях сразу обнаружить явно непригодные к дальнейшему использованию конденсаторы. Например, результаты измерений указывают на явный пробой между укладками или чрезмерно низкие показатели сопротивления. Но часто картина остается неполной – элемент попадает «под подозрение», но «приговор» выносить вроде бы еще нет оснований, так как налицо только косвенные признаки неисправности.
Кстати, в подобных случаях иногда выручает «сравнительная экспертиза». То есть если имеется заведомо исправный конденсатор с точно таким же номиналом, можно провести сравнения полученных значений сопротивления с вызывающим сомнения элементом. По идее, при испрвности они должны быть очень близки между собой.
Но опять же, например, диагностировать обрыв на конденсаторе малой емкости – практически невозможно. Показатели омметра мгновенно уходят в «бесконечность», что свойственно и для отсутствия пробоя.
Единственно действительным достоверным методом оценки в таких случаях видится замер емкости конденсатора. Для этого используются или специальные приборы для проверки конденсаторов (некоторые из них помимо емкости позволяют оценить и ESR), или мультиметры, в которых имеется такая функция.
В моем мультиметре ZT102 такая функция реализована, причем, тоже с «плавающей запятой», то есть не требующая установки единиц измерения и диапазонов – все это происходит автоматически. Поэтому попробуем проверить все те конденсаторы, которые ранее тестировались омметром – теперь уже на показатели ёмкости.
Начнем опять с неполярных конденсаторов.
Если вспомнить проверку омметром, то самый маленьким из тестируемых был керамический конденсатор 472. Что означает, согласно принятой маркировке, 47 pF × 10², то есть 4700 pF или 4,7 nF. Проверка сопротивления дала положительный результат, но не исключила возможности обрыва. Посмотрим, что покажет замер емкости.
Мультиметр переводится в соответствующий режим. На этом приборе, кстати, режим измерения емкости находится на том же положении переключателя, что и режим омметра, и выбирается кнопкой «SELECT».
Проверяется обычный керамический конденсатор, так что полярность роли не играет.
Значение выведено очень быстро (сказывается малая емкость), прибор сам определил и вывел на дисплей единицы измерения – нанофарады, и показал значение — 4.59 nF. Показания довольно стабильные, с очень незначительными колебаниями вверх-вниз. Не в «самое яблочко», но результат очень близок к указанному номиналу.
Можно констатировать что этот конденсатор – абсолютно «здоровый» и пригоден для дальнейшего использования.
Вторым по очереди стоит конденсатор емкостью в 1 μF. Как мы помним, его проверка омметром дала основания исключить и пробой, и обрыв. Остается выяснить его реальную емкость. Подключаем щупы к выводам конденсатора (без соблюдения полярности).
На дисплее, после небольшой паузы – 983,5 nF, что равно 0,98 μF. Опять – показатель емкости не идеально точен с номиналом, но очень близок к нему. И что важно – стабилен.
Конденсатор следует признать полностью исправным
Далее – тройка полярных электролитических конденсаторов. Проверяем их в порядке по нарастанию емкости. Здесь, понятно, уже требуется соблюдение полярности подключения щупов.
Конденсатор номиналом 10 μF дал при проверке значение 10,2 μF практически без колебаний в ту или иную сторону. Вопросов к нему – никаких нет.
Следующий – тот самый проблемный конденсатор номиналом 470 μF с признаками вздутия корпуса и повышенного тока разряда. Что покажет измерение емкости?
Так и есть – имеются явные дефекты и в этом вопросе:
Даже первичные показания прибора сразу дают понять, что измеренная емкость практически на четверть ниже номинала – всего 329 μF. Но и это еще не всё…
Показатель на дисплее нестабилен – имеется тенденция к снижению емкости, причем довольно быстрому. Уже через несколько секунд значение упало до 309 μF и продолжает уменьшаться. Дальнейший замер – совершенно излишен, так как картина неисправности конденсатора вырисовалась в полной ясности.
Это лишнее подтверждение тому, что попытки продолжать использовать электролитические конденсаторы с признаками вздутия корпуса – совершенно бесплодны. Да и на их тестирование, повторимся, даже жалко тратить время – такие детали уже отслужили свое и подлежат безусловной утилизации. Иначе – жди или некорректной работы схемы, или ее полного выхода из строя, или, что еще «веселее» — «фейерверка» со взрывом корпуса.
Остался последний конденсатор – емкостью 2200 μF. Внешне и по результатам проверки омметром он не вызывал беспокойства.
Проведенный замер показал, что с конденсатором – все в порядке, если не считать несколько завышенной его емкости. На дисплее высветилось 2,489 mF = 2489 μF – вполне укладывается в допустимые рамки (обычно допустимые отклонения для емкости оцениваются в ± 15%). Но зато измеренное значение стабильно, без тенденции к увеличению или снижению.
Вывод — конденсатор во вполне пригодном к дальнейшему использованию состоянии.
Позволим себе маленькую ремарку.
Показанная последовательность проверки, то есть сначала омметром, а затем измерением емкости, вовсе не является обязательной. Измерением сопротивления просто демонстрировался способ, которым во многих случаях можно выявить явно неисправный элемент, если отсутствует прибор контроля емкости. Но, как мы помним, достоверность такой проверки бывает и неполной.
То есть в том случае, когда имеется возможность замера емкости, начинать следует прямо с него. Он однозначно покажет работоспособность конденсатора по всем пунктам – в случае обрыва, пробоя или большой утечки емкость или просто не поддастся измерению, или ее показатель будет очень далек от номинала, или, как было показано в рассмотренном примере, индицируемое значение будет нестабильным, с тенденцией к быстрому снижению.
Косвенная проверка конденсатора вольтметром
Эта проверка со вполне допустимой долей достоверности может показать, насколько хорошо конденсатор накапливает и удерживает полученный заряд. Правда, она возможна при довольно высоких показателях как емкости, так и напряжения, иначе используемый «визуальный подход» к оценке работы элемента может стать просто незаметным для восприятия.
Суть метода заключается в том, что вначале конденсатор следует зарядить от какого-то внешнего источника питания. Причем, рекомендуется, чтобы напряжение этого источника было примерно вдвое ниже указанного на конденсаторе предела. Скажем, для конденсатора, на котором указан предел в 25 вольт вполне подойдет блок питания на 12 вольт.
Обычно для зарядки хватает нескольких секунд. Кстати, пока идет зарядка будет нелишним для контроля проверить на клеммах источника питания, какое же точно напряжение подается на обкладки конденсатора.
После выполнения зарядки источник питания отключается. Мультитестер должен быть переведен в режим измерения постоянного напряжения в предполагаемом диапазоне (например, 20 вольт). Буквально через несколько секунд касаются щупами выводов конденсатора. Здесь важно проявить внимательность, так как главную ценность будет представлять показание вольтметра, снятое именно в момент первого касания – это значение должно быть максимально близким с напряжением, подаваемым при зарядке. Затем, естественно, по мере разрядки конденсатора через мультиметр, оно будет падать. Скорость его разрядки зависит от показателя емкости и от значения эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС).
Если первичное показание слишком далеко от «эталона» — это может говорить о слишком большом токе утечки и малопригодности конденсатора к нормальной работе.
Впрочем, такой способ все же таит в себе и субъективную составляющую, зависящую от личного восприятия быстро изменяющихся показаний. То есть говорить о его полной объективности – сложно. Хотя явный дефект он, пожалуй, выявить поможет. А в сомнительных случаях все же лучше изыскать возможность полноценной проверки емкости конденсатора.
«Народный» способ – проверка конденсатора коротким замыканием
К такому методу зачастую прибегают для «проверки» мощных, в том числе – пусковых конденсаторов, работающих с напряжениями свыше 200 вольт.
Смысл заключается в зарядке конденсатора, часто – просто от сети переменного напряжения 220 вольт. А затем — его разрядкой путем короткого замыкания выводов отвёрткой или отрезком изолированного провода. При замыкании возникает мощная искра, говорящая о том, что конденсатор способен накапливать нешуточный заряд.
Сразу будет сделана оговорка – не зря слово «проверка» выше было взято в кавычки. Автор этой публикации ни в коем случае не рекомендует выполнять подобное тестирование, особенно тем людям, кто делает только первые шаги на поприще электротехники.
- Во-первых, это крайне небезопасно. При малейшей неосторожности можно получить очень чувствительный, а иногда – и весьма опасный для здоровья электрический удар. Особую опасность представляет случайное замыкание контактов заряженного конденсатора обеими руками. Траектория тока «из руки в руку» проходит через наиболее уязвимую область тела человека, через сердце, что порой заканчивается очень печально.
- А во-вторых, объективной картины работоспособности конденсатора таким путем все равно получить невозможно. Признайтесь, сможете ли вы отличить искру, вызванную разницей потенциалов в 200 вольт, от искры, для которой потребовалось всего 100 вольт? Вряд ли. Так что говорить о полной пригодности, о полноценной емкости и допустимой утечке – все же преждевременно. Так стоит ли «огород городить»? Единственное, на что способна такая проверка — выявить совершенно неисправный конденсатор.
Можно ли проверить конденсатор, не выпаивая его с платы?
Для полноценной проверки конденсатора, уже стоящего в схеме, его все же рекомендуется выпаять из платы. Дело в том, что другие элементы схемы способны оказывать влияние на измеряемые показания, и картина получатся явно недостоверной.
Понятно, что лишний раз заниматься выпаиванием конденсатора никому не хочется, что и вызывает вынесенный в заголовок подраздела вопрос.
Однозначного ответа нет. Если точнее, то существует несколько методов, которые могут дать определенный эффект, но не всегда они просты и оправданы.
- Некоторые современные приборы, предназначенные именно для тестирования конденсаторов, сразу разрабатывались с учетом возможности проверок без проведения демонтажа элементов схемы. Если есть возможность воспользоваться подобным тестером – то это существенно упрощает решение вопроса.
Поднаторевшие в радиоэлектронике мастера зачастую создают некое подобие таких приборов и самостоятельно. Причем, охотно делятся и разработанными схемами, и опытом их эксплуатации. Например, ниже показана одна из таких схем с кратким ее описанием – возможно, кто-то возьмет себе на заметку.
Если ничего из выше перечисленного нет, придётся обходиться другими мерами.
- Конденсатор можно выпаять частично, то есть одним выводом. После этого – провести проверку мультиметром. Правда, получается это далеко не всегда, так как в большинстве случаев эти детали изначально впаиваются с «низкой посадкой», а с электролитическими конденсаторами такой подход и вовсе невозможен.
- Одним из путей, когда выпаивание видится трудноосуществимым, может стать «изоляция» конденсатора на плате подрезкой дорожек, идущих к соседним элементам схемы.
Метод, конечно, «варварский», особенно в том случае, если идет поиск неисправного элемента – эдак можно и всю плату «перепахать». Кроме того, если плата – не с односторонней печатью, то к такому способу и вовсе не стоит прибегать.
- Возможно, если выпаивание конденсатора сопряжено с определенными сложностями, проще «поднять ножки» расположенных с ним в последовательной цепи элементов, например, резисторов. Так будет устранено их влияние на тестируемый элемент.
- Наконец, есть еще один способ убедиться в необходимости замены неработающего конденсатора. Заключается он в том, что непосредственно к выводам детали, работоспособность которой вызывает сомнения, параллельно припаивается новый конденсатор точно такого же номинала, но заранее проверенный и гарантированно рабочий. Естественно, если это полярный конденсатор, то с соблюдением правильного расположения «плюса» и «минуса».
После этого проводится тестовый запуск схемы (устройства). Если заметны улучшения, или работоспособность полностью восстановлена – можно провести выпаивание старого конденсатора и монтаж нового. Если же никаких позитивных изменений не последовало – следует продолжить поиск неисправности в ином месте, так как вряд ли именно исследуемый конденсатор послужил причиной неполадок.
Завершим сегодняшнюю публикацию демонстрацией видео, в котором также речь идет о неисправностях конденсаторов и возможных способах их выявления.