Как проверить конденсатор мультиметром: пошаговая инструкция
Если вы решили разобраться в том, как мультиметром проверить конденсатор, то необходимо выяснить какие разновидности этих устройств на сегодняшний день известны. Они могут быть как полярными, так и неполярными. Основным и очевидным их отличием является наличие полярности у полярных конденсаторов.
Проверка данных элементов выполняется по следующему принципу: «+» к «+», «—» к «—», иначе, при несоблюдении условий, элементы могут поломаться и даже замкнуть, что приведет к взрыву.
Модели полярного типа относятся к электролитическим. Если устройства были изготовлены еще в советский период, то в случае их взрыва может произойти попадание электролита на поверхность кожи. Современные же изделия оснащены специальным сечением на поверхности, которое в случае разрыва направляет взрывную струю по определенному направлению, исключая разбрызгивание проводящего вещества в различные стороны.
Прежде всего способ проверки зависит от того, какой характер имеет неисправность. Прозвонить конденсаторы мультиметром можно посредством:
- измерения сопротивлений в его диэлектрике;
- замера его емкости.
Обозначения на конденсаторах
От размеров элемента зависит количество данных, характеризующих его параметры. На корпус элемента наносятся обязательные электрические характеристики:
- ёмкость конденсатора, С;
- максимальное напряжение, на которое рассчитан элемент, В.
На очень мелких деталях может быть отмечена только ёмкость, по стандарту EIA. Если нарисованы только цифры и буква, то цифры обозначают ёмкость, буквы могут иметь расшифровку, применимую к типу конструкции. При наличии трёх цифр первые две – это ёмкость. Третья цифра, лежащая в пределах 0-6, – это множитель нуля (505 – 55*100000). Когда третья цифра 8, значение умножают на 0,01, если 9 – на 0,1.
К сведению. Буква, обозначающая ёмкость, может стоять как после числового значения, так перед ним и между цифрами. Например, Н15; 1Н5; 15Н. Таким образом, может обозначаться десятичный разряд числа – 0,15нФ; 1,5нФ; 15нФ.
Дополнительно могут быть обозначены значения:
- тип – конструктивное исполнение;
- вид тока – постоянный, переменный, AC – DC;
- рабочая частота, Гц;
- величина допустимых отклонений ёмкости, %;
- полярность выводов у электролитических конденсаторов, « + » и « – ».
Обозначения на корпусе электролитического конденсатора
Принцип работы
Принцип работы, на котором основана работа этого радиоэлемента заключается в том, что при использовании его в электрических схемах он способен накапливать электрический заряд.
Это свойство, возможно только с переменным электрическим током – поэтому он применяется в схемах, где необходимо разделение двух составляющих тока – постоянной и переменной. А вот в схемах с постоянным электрическим током конденсатор будет выполнять роль диэлектрика, поскольку в таких условиях он не способен накапливать заряд.
Возможные неисправности
Нерабочая электрическая схема прибора или незапускающийся двигатель сам по себе сигнализирует о неисправности одного или нескольких компонентов схемы, а вот конкретно неисправность конденсатора может быть следствием некоторых факторов, влияющих на работоспособность элемента:
- короткого замыкания внутри между обкладками;
- порыва внутренней цепи элемента;
- превышения допустимого тока утечки;
- уменьшения номинальной емкости данного прибора;
- физического повреждения корпуса и нарушения его герметичности.
Меры предосторожности при проверке электролитических конденсаторов.
При проверке электролитического конденсатора необходимо полностью его разрядить! Особенно этого правила стоит придерживаться при проверке конденсаторов, имеющих большую ёмкость и высокое рабочее напряжение. Если этого не сделать, то можно испортить измерительный прибор высоким остаточным напряжением.
Например, часто приходиться проверять исправность конденсаторов, которые применяются в импульсных блоках питания. Их ёмкость и рабочее напряжение достаточно велики и при неполном разряде могут привести к порче мультиметра.
Поэтому перед проверкой их следует обязательно разрядить, закоротив выводы накоротко (для низковольтных конденсаторов с малой ёмкостью). Сделать это можно обычной отвёрткой.
Электролитический конденсатор ёмкостью 220 мкФ и рабочим напряжением 400 вольт
Конденсаторы с ёмкостью более 100 мкФ и рабочим напряжением от 63V желательно разряжать уже через резистор сопротивлением 5-20 килоОм и мощностью 1 — 2 Вт. Для этого выводы резистора соединяют с выводами конденсатора на несколько секунд, чтобы убрать остаточный заряд с его обкладок. Разряд конденсатора через резистор применяется для того, чтобы исключить появление мощной искры.
При проведении данной операции не стоит касаться руками выводов конденсатора и резистора, иначе можно получить неприятный удар током при разряде обкладок. Резистор лучше зажать пассатижами в изоляции и уже тогда соединить его с выводами конденсатора.
При закорачивании выводов заряженного электролитического конденсатора проскакивает искра, иногда очень мощная.
Поэтому следует позаботиться о защите лица и глаз. По возможности применять защитные очки или держатся от конденсатора при проведении таких работ подальше.
Что делать в случае пробоя
Самая распространенная проблема, которая возникает с конденсаторами – это появление пробоя на диэлектрике. Диэлектрики являются своеобразным слоем изоляционного материала с большим сопротивлением, расположенного между одним и вторым проводником, препятствующего протеканию тока между ними.
У исправных элементов допускается небольшое просачивание тока сквозь изоляционное покрытие, именуемое как «ток утечки». Если в диэлектрике возникает пробой, то происходит резкое снижение сопротивления, и он становится обыкновенным проводником. Пробой может возникнуть в результате резкого перепада напряжения в электросети, от которой работает техника. Характерный признак пробоя: вздувшийся корпус устройства, потемневшая поверхность и черные пятна на нем. Перед тем, как проверить конденсаторы мультиметром на факт исправности, стоит осмотреть его визуальным методом, чтобы определить возможные внешние дефекты.
Внешний осмотр
Иногда достаточно одного взгляда, чтобы определить неисправный конденсатор на плате. В таких случаях нет смысла проверять его какими-либо приборами.
Конденсатор подлежит замене, если визуальный осмотр показал наличие:
- даже незначительного вздутия, следов подтеков;
- механических повреждений, вмятин;
- трещин, сколов (актуально для керамики).
Конденсаторы, имеющие любой из указанных признаков, эксплуатировать НЕЛЬЗЯ.
Как прозвонить мультиметром неполярный конденсатор
Чтобы проверить сопротивление диэлектрика с помощью мультиметра, необходимо перевести устройство в режим омметра. Для изготовления диэлектриков в неполярных моделях могут использоваться различные материалы и формы: стекло, керамика, бумага, воздушная прослойка. В результате этого можно достичь крайне высокого сопротивления, которое в исправных устройствах будет отображаться в виде бесконечной величины на мультиметре. При наличии электрических пробоев, сопротивление будет находится на уровне нескольких десятков Ом.
До того момента, как прозванивать конденсаторы мультиметром, на приборе нужно выбрать специальный режим, который предусматривает максимально возможное измерение уровня сопротивления.
Для этого достаточно подвести к каждому выводу щуп тестера и посмотреть на дисплее прибора следующее:
- Если элемент исправен, то на экране отобразится единица, свидетельствующая о том, что сопротивление выше, нежели установленный максимум.
- Если же высвечивается определенный показатель, который ниже измерительного максимума, то это говорит про неисправность проверяемых устройств.
При этом, не стоит забывать про технику безопасности, чтобы случайно не взяться за щуп устройства и вывод конденсатора, поскольку меньшее сопротивление электрического тока у тела спровоцирует прохождение тока через него.
Как прозвонить полярный конденсатор тестером
В сравнении с неполярным типом в полярном сопротивление у диэлектриков в разы ниже, в связи с этим максимальное значение сопротивления на мультиметре должно быть выставлено соответствующем диапазоне. У большинства устройств сопротивление составляет около 100 кОм, у более мощных до 1 мОм. Прежде чем, померить конденсатор мультиметром, нужно замкнуть вывод накопителя, таким образом, чтобы он полностью разрядился.
Далее нужно установить соответствующие пределы измерений, и подключить щуп тестера к конденсатору, с учетом соблюдения полярности. У электролитических конденсаторов имеется достаточно большая емкость, в связи с чем в процессе их подключения сразу же начинается зарядка. На протяжении периода пока длится зарядка, значение сопротивления будет увеличиваться в прямой пропорции, что будет указываться на дисплее устройства.
Конденсаторы считаются исправными, в том случае если показатель сопротивления превышает значение в 100 кОм.
Как проверить конденсатор мультиметром не выпаивая?
Перед началом ремонта радиотехнической схемы, необходимо произвести внешний осмотр радиоэлементов, не выпаивая их из платы. Характерными признаками неисправного накопителя энергии является вздутие его корпуса, изменение цвета. Современные электролитические конденсаторы снабжены специальными щелями, для более безопасного выхода системы из строя. На плате могут появиться признаки температурного воздействия неисправного элемента – токопроводящие дорожки отслаиваются от поверхности, потемнение платы и т. п. Проверять контакт элемента можно осторожно покачав его пальцем.
Если имеется электрическая схема, можно проконтролировать наличие величины напряжения на контрольных точках. Точнее, нужно произвести измерения по цепи разряда конденсатора и оценить его состояние. При подозрении на неисправность нужно параллельно подозрительному компоненту включить в схему исправный, одинакового номинала, что позволит судить о его работоспособности. Такой вариант определения неисправности приемлем в схемах с малым напряжением.
Прозвонка конденсатора мультиметром (аналоговые измерители)
Подобная процедура может быть проделана с помощью аналоговых (стрелочных) измерителей. Величина емкости электролитических конденсаторов определяется тем, с какой скоростью двигается стрелка на приборе в сторону максимального значения. В случае медленного движения стрелки, можно утверждать о большей продолжительности заряда конденсатора, что свидетельствует о его большей емкости. Если же диапазон емкости находится в диапазоне от 1 до 100 микрофарада (мкФ), то достижение стрелкой правой части на циферблате происходит моментально. Если емкость составляет 1000 мкФ, то достижение максимального значения стрелкой происходит за несколько секунд.
Проверяем конденсатор мультиметром в режиме омметра
Для примера мы свами выполним проверку четырех конденсаторов: два полярных (диэлектрических) и два неполярных (керамических).
Но перед проверкой мы должны обязательно разрядить конденсатор, при этом достаточно замкнуть его контакты при помощи любого металла.
Для того чтобы перейти в режим (омметра) сопротивления, мы перемещаем переключатель в группу измерения сопротивления, для того чтобы установить наличие обрыва или короткого замыкания.
Итак, первым делом проверим полярные кондиционеры (5.6 мкФ и 3.3 мкФ), установленных ранее у неработающих энергосберегающих лампочек
Разряжаем конденсаторы путем замыкания их контактов обычной отверткой. Вы можете использовать, удобный для вас, любой другой металлический предмет. Главное чтобы к нему плотно прилегали контакты. Это позволит нам получить точные показания прибора.
Следующим шагом выставляем переключатель на шкалу 2 МОм и соединяем контакты конденсатора и щупы прибора. Далее наблюдаем на дисплее быстро увиливающие параметры сопротивления.
Вы спросите меня, в чем дело и почему на дисплее мы наблюдаем «плавающие показатели» сопротивления? Это объяснить довольно просто, поскольку питание прибора (батарейка) имеет постоянное напряжение и за счет этого происходит зарядка конденсатора.
С течением времени конденсатор все больше и больше накапливает заряд (заряжается), тем самым увеличивая сопротивление. Емкость конденсатора влияет на скорость зарядки. Как только конденсатор получит полную зарядку, значение его сопротивления будет соответствовать значению бесконечности, а мультиметр на дисплее покажет «1». Это параметры рабочего конденсатора.
Нет возможности показать картинку на фотографии. Так для следующего экземпляра емкостью 5.6 мкФ, показатели сопротивления начинаются с 200 кОм и плавно возрастают до тех пор, пока не преодолеют показатель 2 МОм. Эта процедура не занимает более -10 сек.
Для следующего конденсатора емкостью 3.3 мкФ происходит все аналогично, но время процесса занимает менее — 5 сек.
Проверить следующую пару неполярных конденсаторов можно точно также по аналогии с предыдущими конденсаторами. Соединяем щупы прибора и контакты, следим за состоянием сопротивления на дисплее прибора.
Рассмотрим первый «150nК». Вначале его сопротивление несколько снизится примерно до 900 кОм, затем следует его плавное увеличение до определенной отметки. Время процесса занимает — 30 сек.
При этом на мультиметре модели МБГО переключатель устанавливаем на шкалу 20 МОм (сопротивление приличное, очень быстро идет зарядка)
Процедура классическая, снимаем заряд при помощи замыкания контактов отверткой:
Смотрим на дисплей, отслеживая показатели сопротивления:
Делаем вывод, что в результате проверки все представленные конденсаторы исправны.
Как проверить конденсатор при помощи прибора ESR-METR
Недавно я приобрел ESR-METR и я решил выполнить им ту же самую проверку.
Методика проверки очень проста. Прибор необходимо откалибровать, в моем случае в комплекте идет специальная перемычка, при помощи которой замыкается нужная группа контактов на колодке 1-4. Нажимаем кнопку и прибор автоматический калибруется, сообщив нам об этом на своем экране. После калибровки не забываем разрядить конденсатор и подключаем его к нужным нам разъемам. и производим измерение.
Каждый конденсатор обладает и паразитными свойствами, например сопротивлением. Из фото видно, что емкость конденсатора соответствует заявленным характеристикам, а также присутствует паразитное последовательное сопротивление номиналом 1.2 Ом, из за этого потери на данном конденсаторе составляют 0,5%.
В нашем случает этот показатель великоват, что говорит о высыхании конденсатора, устанавливать его в схему не рекомендуется.
Измеряем сопротивление
Итак, сначала нужно проверить сопротивление конденсатора мультиметром. Для этого отпаиваем бочонок со схемы и с помощью пинцета аккуратно перемещаем его на рабочую поверхность, к примеру, свободный стол.
После этого переключаем тестер в режим прозвонки (измерение сопротивления) и дотрагиваемся щупами до выводов, соблюдая полярность.
Обращаем Ваше внимание на то, что если Вы перепутаете минус с плюсом, проверка работоспособности может закончиться неудачно, т.к. конденсатор сразу же выйдет из строя. Чтобы такого не произошло, запомните следующий момент – производители всегда отмечают минусовой контакт галочкой!
Обозначение на схемах радиодеталей
После того, как Вы дотронетесь щупами до ножек, на дисплее цифрового мультиметра должно появиться первое значение, которое моментально начнет расти. Это связано с тем, что тестер при контакте начнет заряжать конденсатор.
Через некоторое время на дисплее появиться максимальное значение – «1», что говорит об исправности детали.
Если же Вы только начали проверять конденсатор мультиметром, и у Вас появилась «1», значит внутри бочонка произошел обрыв и он неисправен. В то же время появление нуля на табло свидетельствует о том, что внутри кондера произошло короткое замыкание.
Если для проверки сопротивления Вы решите использовать аналоговый мультиметр (стрелочный), то определить работоспособность элемента будет еще проще, наблюдая за ходом стрелки. Как и в предыдущем случае, минимальное и максимальное значение будет говорить о поломке детали, а плавное повышение сопротивления будет означать пригодность полярного конденсатора.
Чтобы самостоятельно проверить целостность неполярного кондера в домашних условиях, достаточно без соблюдения полярности прикоснуться щупами тестера к ножкам, выставив диапазон измерений на отметку 2 МОм. На дисплее должно появиться значение больше двойки. Если это не так, конденсатор не рабочий и его нужно заменить.
Следует также отметить, что предоставленный выше способ проверки подойдет только для изделий, емкостью более 0,25 мкФ. Если же номинал элемента схемы меньше, нужно сначала убедиться, что мультиметр способен работать в таком режиме, ну или купить специальный тестер – LC-метр.
Как проверить емкость конденсатора
Главный показатель, основная характеристика всех конденсаторов — это «емкость». Измеряя эту характеристику и сравнивая ее с указанными параметрами на корпусе, мы сможем выяснить, исправен кондиционер или нет. Есть приборы, которые легко позволят вам выполнить эту проверку.
Но можно ли проверить емкость конденсатора, как в нашем случае, мультиметром . Если вы будет проверять емкость при помощи щупов, вы не получите желаемого результата. Как же быть?
В этом нам помогут разъемы «гнезда» -CX+(«-» и «+» — это полярность подключения)
Для этого примера мы будем использовать кондер «150нФ». Маркировка 150nK:
Устанавливаем переключатель на отметку – ближайшее большее значение. В нашем случае это 200 нФ. Следующим шагом вставляем ножки конденсатора в разъемы -CX+. (не обращаем внимание на полярность, наш кондер неполярный). Дисплей показывает значение емкости– 160.3 нФ, что совпадает с номинальными показателями.
Продолжаем проверку конденсатора с емкостью 4700 пФ. Устанавливаем переключатель на шкале в положение 20 n.
Теперь вставляем ножки в разъёмы прибора и наблюдаем на дисплее параметры 4750 пФ. Вы это можете увидеть на фото. Параметры точно соответствуют параметрам заявленным производителем.
Запомните, если показатели сильно отличаются от номинальных параметров или вообще равны нулю, это говорит нам, что конденсатор не рабочий и его необходимо заменить.
Измерение емкости двух последовательно включенных конденсаторов
Иногда бывает так, что имеется мультиметр с измерялкой емкости, но его предела не хватает. Обычно верхний порог мультиметров — это 20 или 200 мкФ, а нам нужно измерить емкость, например, в 1200 мкФ. Как тогда быть?
На помощь приходит формула емкости двух последовательно соединенных конденсаторов:
Суть в том, что результирующая емкость Cрез двух последовательных кондеров будет всегда меньше емкости самого маленького из этих конденсаторов. Другими словами, если взять конденсатор на 20 мкФ, то какой бы большой емкостью не обладал бы второй конденсатор, результирующая емкость все равно будет меньше, чем 20 мкФ.
Таким образом, если предел измерения нашего мультиметра 20 мкФ, то неизвестный конденсатор нужно последовательно с конденсатором не более 20 мкФ.
Остается только измерить общую емкость цепочки из двух последовательно включенных конденсаторов. Емкость неизвестного конденсатора рассчитывается по формуле:
Давайте для примера рассчитаем емкость большого конденсатора Сх с фотографии выше. Для проведения измерения последовательно с этим конденсатором включен конденсатор С1 на 10.06 мкФ (он был предварительно измерен). Видно, что результирующая емкость составила Cрез = 9.97 мкФ.
Подставляем эти цифры в формулу и получаем:
Проверка на короткое замыкание
Есть три способа проверить конденсатор на короткое замыкание:
- Как прозванивать конденсаторы мультиметром? Нужно включить мультиметр в режим прозвонки или измерения сопротивления и приложить щупы к выводам конденсатора. В зависимости от емкости мультиметр либо сразу же покажет бесконечное сопротивление, либо через какое-то время (от нескольких секунд до десятков секунд). Если же прибор постоянно пищит в режиме прозвонки (или показывает очень низкое сопротивление в режиме измерения сопротивления), то конденсатор можно смело выкидывать.
- Если нет мультиметра (и даже старой советской “цешки” нету), то можно попробовать подключить светодиод или лампочку к батарейке через исследуемый конденсатор. Т.к. исправный конденсатор имеет ооочень большое сопротивление постоянному току, лампочка гореть не должна.Хотя, если емкость конденсатора достаточно большая, лампочка может вспыхнуть на короткое время (пока конденсатор не зарядится). Если же светодиод горит постоянно, конденсатор 100% неисправен. Если при проверке конденсатора наблюдается эффект постепенного роста сопротивления вплоть до бесконечности (ну или светодиод на какое-то время вспыхивает и гаснет) то конденсатор совершенно точно имеет какую-то емкость. Следовательно, проверку на обрыв можно не делать.
- Подходит для высоковольтных неполярных конденсаторов (например, пусковые конденсаторы из стиральных машин, насосов, различных станков и т.п.). Все что нужно сделать – просто подключить лампу накаливания небольшой мощности (25-40 Вт) через конденсатор.
Как разрядить конденсатор
Чтобы разрядить низковольтные конденсаторы необходимо лишь закоротить каждый вывод. Однако для высоковольтных и тех, которые имеют большую емкость, к выводу следует подключать 5-10-килоомные резисторы. Резисторы необходимы, чтобы препятствовать возникновению искр при замыкании.
В процессе работы важно помнить про безопасность. Нельзя прикасаться к выводу на конденсаторе, поскольку это может спровоцировать замыкание через ваше тело.
Проверка на отсутствие внутреннего обрыва
Обрыв – распространенный дефект конденсатора, при котором один из его электродов теряет электрическое соединение с обкладкой и фактически превращается в короткий, ни с чем не соединенный (висящий в воздухе), проводник. Чаще всего обрыв происходит из-за превышения рабочего напряжения конденсатора. Этим грешат не только электролитические конденсаторы, но и специальные помехоподавляющие конденсаторы типа Y (они, кстати говоря, специально так спроектированы, чтобы уходить в отрыв, а не в КЗ).
Конденсатор с внутренним обрывом внешне ничем не отличается от исправного, кроме случаев, когда ножку физически оторвали от корпуса. Разумеется, в случае отрыва одного из выводов от обкладки конденсатора, емкость такого конденсатора становится равной нулю. Поэтому суть проверки на обрыв состоит в том, чтобы уловить хоть малейшие признаки наличия емкости у проверяемого конденсатора.
Таблица характеристик надежности конденсаторов.
Измерение напряжения мультиметром
Узнать о работоспособности конденсатора можно и путем замера напряжения и сравнения полученного результата с номиналом. Чтобы выполнить проверку, потребуется источник питания. Напряжение у него должно быть несколько меньшим, чем у проверяемого элемента.
Для чего нужен конденсатор
Так, если у конденсатора 25 В, то достаточно 9-вольтового источника. Щупы подключают к ножкам, учитывая полярность, и выжидают некоторое время — буквально несколько секунд.
Если на конденсатор имеется гарантия, она обозначает, что за какое-то время его параметры не выйдут за пределы, превышающие 20% от номинальных значений
Бывает, время истекло, а просроченный элемент все еще работоспособный, хотя характеристики у него другие. В этом случае его необходимо постоянно контролировать.
Мультиметр настраивают на режим измерения напряжения и выполняют проверку. Если почти сразу же на дисплее появится значение идентичное номиналу, элемент пригоден к дальнейшему использованию. В противном случае конденсатор придется заменить.
Выявление потери емкости конденсатора
Для определения потери емкости в первую очередь необходимо выполнить замер емкости. Для этого на тестере нужно выставить необходимый предел измеряемых емкостей, разрядить проверяемые устройства, подключить щуп от измерителя к соответствующему гнезду на нем, при соблюдении правильной полярности, и в итоге, прикоснуться щупом к выводу конденсаторов. Естественно, что придерживаясь последовательности действий, понять, как прозвонить конденсатор мультиметром на кондиционере или любом другом бытовом приборе не составит труда.
Применение формул
Что делать, если под рукой нет такого мультиметра с гнездами измерения, а есть только обычный бытовой прибор? В таком случае необходимо вспомнить законы физики, которые помогут определить емкость.
Для начала вспомним, что в случае, когда конденсатор заряжается от источника неизменного напряжения через резистор, то существует закономерность, согласно которой напряжение на устройстве будет подходить к напряжению источника и в конечном итоге сравняется с ним.
Но для того чтобы этого не ожидать, можно процесс упростить. Например, за определенное время, которое равняется 3*RC, во время заряжения элемент достигает напряжения 95% примененного к RC цепи. Таким образом, по току и напряжению можно определить константу времени. А правильнее, если знать вольтаж в блоке питания, номинал самого резистора, происходит определение постоянной времени, а затем и емкости устройства.
Например, есть электролитический конденсатор, узнать емкость которого можно по маркировке, где прописывается 6800 мкф 50в. Но что если устройство давно лежало без дела, а по надписи сложно определить его рабочее состояние? В этом случае лучше проверить его емкость, чтобы знать наверняка.
Для этого необходимо выполнить следующее:
- С помощью мультиметра измерить сопротивление резистора в 10 кОм. Например, оно получилось равно 9880 Ом.
- Подключаем блок питания. Мультиметр переводим в режим замера постоянного напряжения. Затем подключаем его к блоку питания (через его выводы). После этого в блоке устанавливается 12 вольт (на мультиметре должна появиться цифра 12,00 В). Если же не удалось отрегулировать напряжение в блоке питание, то тогда записываем те результаты, которые получились.
- С помощью конденсатора и резистора собираем электрическую RC-цепь. На схеме ниже указана простая RC-цепочка:
- Закоротить конденсатор и подключить цепь к питанию. С помощью прибора еще раз определить напряжение, которое подается на цепь, и записать это значение.
- Затем необходимо высчитать 95% от полученного значения. К примеру, если это 12 Вольт, то это будет 11,4 В. То есть, за определенное время, которое равняется 3*RC, конденсатор получит напряжение в 11,4 В. Формула выглядит следующим образом:
- Осталось определить время. Для этого устройство раскорачиваем и с помощью секундомера производим отсчет. Определение 3*RC будет вычисляться таким образом: как только напряжение на устройстве будет равно 11,4 В, то это и будет означать нужное время.
- Производим определение. Для этого полученное время (в секундах) делим на сопротивление в резисторе и на три. Например, получилось 210 секунд. Эту цифру делим на 9880 и на 3. Получилось значение 0,007085. Это величина указывается в фарадах, или 7085 мкф. Допустимое отклонение может быть не более 20%. Если учитывать, что на изделии указано 6800 мкф, наши расчеты подтверждаются и укладываются в норматив.
А как определить емкость керамического конденсатора? В этом случае можно сделать определение с помощью сетевого трансформатора. Для этого RC-цепочку подсоединяем ко вторичной обмотке трансформатора, и его подсоединяют в сеть. Далее с помощью мультиметра осуществляется замер напряжения на конденсаторе и на резисторе. После этого необходимо сделать подсчеты: высчитывается ток, что проходит через резистор, затем его напряжение делится на сопротивление. Получается емкостное сопротивление Хс.
Если есть частота тока и Хс, можно определить емкость по формуле:
Советы и рекомендации
Приступая к проверке элементов необходимо четко понимать, что даже самые современные мультиметры не способны измерять очень большую емкость таких устройств, в большинстве своем максимальным пределом является измерение как полярных, так и неполярных элементов емкостью до 200 мкФ (200uF).
Номинал конденсаторов менее чем 0.25мкФ, с помощью обычного мультиметра могут проверяться только на наличие короткого замыкания. Превышение допустимых значений измерения может привести к выходу из строя прибора, и хотя внутри мультиметра и установлен предохранитель, все равно прибор может быть испорчен безвозвратно.
Не лишне радиолюбителям помнить и о технике безопасности при проверке подобных утройств высоковольтных схемах.
Ремонт бытовой радиоаппаратуры в которой применяются высоковольтные схемы, должен начинаться после выключения прибора и разрядки электронного компонента разрядной цепью из резистора номиналом 2 кОм…1 Мом, которая соединяется с общим проводом схемы или корпусом:
- в низковольтных цепях с емкостями до 1000 мкФ и напряжением до 400 В достаточно 2 кОм (25 Вт);
- для цепей с емкостями до 2 мкФ и со средними рабочими напряжениями до 5000 В — 100 кОм (25 Вт);
- для высоковольтных цепей с емкостями до 2 нФ и рабочими напряжениями до 50 кВ — 1 МОм (10 Вт).
Ну и для любителей экстрима вполне может подойти древнейший способ проверки устройств большой емкости. После полной зарядки, а свойство заряжаться и копить заряд электричества в данном случае будет иметь основное значение, выводы элемента замыкаются на металлическом предмете, при этом желательно не только изолировать сам предмет, но и руки резиновыми перчатками.
Результат должен проявиться в неповторимой искре и одновременном звуковом сопровождении процесс разряда.
Как проверить емкость – видео
Отличное видео с описанием процесса проверки конденсаторов и поиска неисправностей от популярных ютуб-блогеров.
- https://pro-instrymenti.ru/elektronika/kak-proverit-kondensator-multimetrom/
- https://amperof.ru/elektropribory/izmeritel-emkosti-kondensatorov.html
- https://househill.ru/kommunikacii/electrika/stabilizatory/proverka-kondensatora-multimetrom.html
- https://go-radio.ru/test-capacitors.html
- http://electro-shema.ru/remont/kak-proverit-kondensator.html
- https://instrument.guru/izmeritelnye/proverka-kondensatora-multimetrom-i-izmerenie-yomkosti.html
- https://electrongrad.ru/2018/05/05/sovet-multim-conder/
- https://samelectrik.ru/kak-pravilno-proverit-rabotaet-li-kondensator.html
- https://ElectroInfo.net/praktika/kak-proverit-kondensator-pri-pomoshhi-multimetra.html
- https://sovet-ingenera.com/elektrika/provodka/kak-proverit-kondensator-multimetrom.html
- https://samelectrik.ru/sposoby-opredeleniya-emkosti-kondensatora.html
- https://ArduinoMaster.ru/uroki-arduino/kak-proverit-kondensator-multimetrom/
Как проверить конденсатор мультиметром
Как проверить конденсатор мультиметром на работоспособность
Как проверить конденсатор на работоспособность
Как проверить лампочку тестером, мультиметром: пошаговая инструкция
Как проверить аккумулятор автомобиля мультиметром на работоспособность дома без приборов: как узнать заряд и ёмкость тестером, измерить напряжение и силу тока
Как проверить лампочку мультиметром — инструкция
Как проверить конденсатор: проверяем работоспособность конденсатора мультиметром
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.
Видео: Какие неисправности случаются в конденсаторах, и как их выявить.