Подготовка перед проверкой
В первую очередь следует выбрать инструмент для проведения проверки. Сегодня в широком ассортименте можно найти мультиметры с аналоговой стрелочной индикацией и жидкокристаллическим дисплеем. Последние отличает высокая точность измерений и удобство эксплуатации, однако для проверки конденсаторов многие предпочитают брать стрелочный мультиметр – легче и понятнее отследить плавное перемещение стрелки, чем «прыгающие» цифры.
Мультиметр с аналоговой шкалой и цифровой мультиметр
Стоит упомянуть, что конденсатор пропускает переменный ток в обоих направлениях, а постоянный – в одном до полной зарядки. У мультиметра есть собственный источник питания, который, соответственно, обладает своей полярностью и номинальным напряжением. Эту особенность инструмента и используют для диагностики.
Для подготовки к проверке:
Переведите переключатель в рабочее положение для измерения сопротивления, чаще всего он обозначается аббревиатурой OHM или символом Ω. В некоторых источниках говорится, что удобнее поставить «на сигнал», однако это менее эффективно – этот способ позволит проверить элемент на пробой, без учета других причин неисправности.
Отградуируйте прибор с помощью механической регулировки, необходимо, что стрелка совпадала с крайней риской.
Снять заряд с конденсатора. Этот пункт обязателен даже для тех деталей, которые не были выпаяны из схемы – на выводах может оставаться остаточное напряжение. Для его снятия нужно замкнуть клеммы. Для небольших элементов подойдет любой проводящий предмет – отвертка, нож, пинцет и т.д. Для конденсаторов с большой ёмкостью, рассчитанные для работы в 220 В сети лучше воспользоваться пробником с одной лампой, 380 В – с несколькими последовательно подключенными
Соблюдайте предельную осторожность и не соединяйте выводы элемента друг с другом – даже пусковой конденсатор, применяемый в бытовой технике, может нанести сильный вред организму.
Определение рабочего напряжения конденсатора
Строго говоря, если на конденсаторе нет маркировки и не известна схема, в которой он стоял, то узнать его рабочее напряжение неразрушающими методами НЕВОЗМОЖНО.
Однако, имея некоторый опыт, можно оооочень приблизительно прикинуть «на глазок» рабочее напряжение исходя из габаритов конденсатора. Естественно, чем больше размеры конденсатора и чем меньше при этом его емкость, тем на большее напряжение он расчитан.
Способ №1: определение рабочего напряжения через напряжения пробоя
Если имеется несколько одинаковых конденсаторов и одним из них не жалко пожертвовать, то можно определить напряжение пробоя, которое обычно раза в 2-3 выше рабочего напряжения.
Напряжение пробоя конденсатора измеряется следующим образом. Конденсатор подключается через токоограничительный резистор к регулируемому источнику напряжения, способного выдавать заведомо больше, чем напряжение пробоя. Напряжение на конденсаторе контроллируется вольтметром.
Затем напряжение плавно повышают до тех пор, пока не произойдет пробой (момент, когда напряжение на конденсаторе резко упадет до нуля).
За рабочее напряжение можно принять значение, в 2-3 раза меньше, чем напряжение пробоя. Но это такое… Вы можете иметь свое мнение на этот счет.
Внимание! Обязательно соблюдайте все меры предосторожности! При проверке конденсатора на пробой необходимо использовать защищенный стенд, а также индивидуальные средства защиты зрения. Энергии заряженного конденсатора бывает достаточно, чтобы устроить небольшой ядерный взрыв прямо на рабочем столе. Вот, можно посмотреть, как это бывает:
Вот, можно посмотреть, как это бывает:
Энергии заряженного конденсатора бывает достаточно, чтобы устроить небольшой ядерный взрыв прямо на рабочем столе. Вот, можно посмотреть, как это бывает:
А некоторые типы керамических конденсаторов при электрическом пробое способны разлетаться на очень мелкие, но твердые осколки, без труда пробивающие кожу (не говоря уже о глазах).
Способ №2: нахождение рабочего напряжения конденсатора через ток утечки
Этот способ узнать рабочее напряжение конденсатора подходит для алюминиевых электролитических конденсаторов (полярных и неполярных). А таких конденсаторов большинство.
Суть заключается в том, чтобы отловить момент, при котором его ток утечки начинает нелинейно возрастать. Для этого собираем простейшую схему:
и делаем замеры тока утечки при различных значениях приложенного напряжения (начиная с 5 вольт и далее). Напряжение следует повышать постепенно, одинаковыми порциями, записывая показания вольтметра и микроампераметра в таблицу.
У меня получилась такая табличка (моя чуйка подсказала мне, что это довольно высоковольтный конденсатор, так что я сразу начал прибавлять по 10В):
| Напряжение на конденсаторе, В | Ток утечки, мкА | Прирост тока, мкА |
| 10 | 1.1 | 1.1 |
| 20 | 2.2 | 1.1 |
| 30 | 3.3 | 1.1 |
| 40 | 4.5 | 1.2 |
| 50 | 5.8 | 1.3 |
| 60 | 7.2 | 1.4 |
| 70 | 8.9 | 1.7 |
| 80 | 11.0 | 2.1 |
| 90 | 13.4 | 2.4 |
| 100 | 16.0 | 2.6 |
Как только станет заметно, что одинаковый прирост напряжения каждый раз приводит к непропорционально бОльшему приросту тока утечки, эксперимент следует остановить, так как перед нами не стоит задача довести конденсатор до электрического пробоя.
Если из полученных значений построить график, то он будет иметь следующий вид:
Видно, что начиная с 50-60 вольт, график зависимости тока утечки от напряжения обретает явно выраженную нелинейность
А если принять во внимание стандартный ряд напряжений:
| Стандартный ряд номинальных рабочих напряжений конденсаторов, В | |||||||||||||||||||
| 6.3 | 10 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 315 | 350 | 400 | 450 | 500 |
то можно предположить, что для данного конденсатора рабочее напряжение составляет либо 50 либо 63 В.
Согласен, метод достаточно трудоемкий, но не сказать о нем было бы ошибкой.
Что такое конденсатор?
Если взглянуть на статистику, то больше половины рекомендаций по ремонту оборудования связано с неисправностью такого элемента, как конденсатор. Этот прибор составляет большое количество различных электросхем. Принцип функционирования сводится к поэтапному накоплению электроэнергии с различным потенциалом между обкладками и последующим быстрым разрядом.
Выделяют два наиболее известных типа конденсаторов, которые устанавливаются в современных схемах:
- Полярные (электролитические). Такое название они получили потому, что при подключении в схему требуется задать определенную полярность: «плюс» к «плюсу», а «минус» к «минусу».
- Неполярные. К этой группе относятся любые другие варианты конденсаторов.
Общепринятое обозначение этого элемента на схемах отчетливо показывает его принцип работы.
Строение этого электронного компонента простое – он состоит из двух покрытых изоляционным слоем обкладок, которые проводят ток. С целью изоляции используют всевозможные материалы и компоненты, которые не проводят электричество: кислород, пластинки из керамики, специальную целлюлозу, фольгу.
По внешнему виду такие элементы отличаются миниатюрным размером при внушительной емкости, поэтому в процессе работы с ними следует соблюдать технику безопасности.
Принцип функционирования
Работа такого элемента, как конденсатор, основывается на том, что находясь в электрической схеме, он способствует накоплению зарядов. Это необходимо только в тех схемах, где происходит распределение составляющих тока (переменный ток). В то время как в схемах с постоянным током конденсатор не сможет накапливать энергию.
Где применяется?
Устанавливают конденсаторы различных видов в радиосхемы и бытовые приборы. Как правило, эти устройства имеют небольшую емкость, поэтому их неисправность не провоцирует тяжелых последствий.
Крупногабаритные конденсаторы составляют различные электрические двигатели, где являются элементами пуска. В данном случае они отличаются большим номиналом и такой же емкостью.
Как проверить конденсатор мультиметром
Промышленность выпускает несколько видов проверочного оборудования для измерения электрических параметров. Цифровые более удобны для измерений и дают точные показания. Стрелочные предпочитают за визуальное движение стрелки.
Если кондер с виду абсолютно цел, проверить его без приборов невозможно. Осуществлять проверку лучше с выпаиванием из схемы. Так показатели считываются точнее. Простые детали редко выходят из строя. Зачастую механически повреждаются диэлектрики. Основная характеристика при проверке — пропуск только переменного тока. Постоянный проходит исключительно в самом начале в течение короткого промежутка времени. Сопротивление детали зависит от существующей емкости.
Предпосылка проверки полярного электролитического конденсатора мультиметром на работоспособность — емкость более 0,25 мкФ. Пошаговая инструкция проверки:
- Разряжают элемент. Для этого металлическим предметом закорачиваются его ножки. Замыкание характеризуется появлением искры и звука.
- Переключатель мультиметра ставится на значение сопротивления.
- Прикасаются щупами к ножкам конденсатора с учетом полярности. Красным к плюсовой ножке, черным тыкаем в минусовую. Это необходимо только при работе с полярным устройством.
Конденсатор начинает заряжаться при подключении щупов. Сопротивление растет до максимума. Если при щупов мультиметр запищит при нулевом значении, значит произошло короткое замыкание. Если сразу на циферблате высвечивается значение 1, то в элементе внутренний обрыв. Такие кондеры считаются неисправными — замыкание и обрыв внутри элемента неустранимы.
Если значение 1 появилось спустя некоторое время, элемент считается исправным.
Проверить неполярный конденсатор еще проще. На мультиметре выставляем измерение на мегаомы. После касания щупами смотрим на показания. Если они окажутся менее 2Мом — деталь неисправна. Более — исправна. Полярность соблюдать ни к чему.
Электролитический
Как следует из названия, электролитические кондеры в алюминиевом корпусе наполнены электролитом между обкладками. Габариты самые разные — от миллиметров до десятков дециметров. Технические характеристики могут превышать таковые у неполярных на 3 порядка и достигать больших величин — единиц mF.
В электролитических моделях появляется дополнительный дефект, связанный с ЭПС (эквивалентным последовательным сопротивлением). Этот показатель еще обозначают аббревиатурой ESR. Такие конденсаторы в схемах с высокими частотами отфильтровывают несущий сигнал от паразитных. Но возможно подавление ЭМП, сильно снижая уровень и играя роль резистора. Это ведет к перегреву конструкции детали.
Из чего складывается ESR:
- сопротивление обкладок, выводов, узлов соединения;
- неоднородность диэлектриков, влага, паразитные примеси;
- сопротивление электролита за счет изменения химических параметров при нагреве, хранении, высыхании.
В сложных схемах показатель ЭПС особенно важен, но измеряется только специальными приборами. Некоторые мастера самостоятельно их изготавливают и используют в связке с обычными мультиметрами.
Керамический
Сначала осматриваем устройство визуально. Особенно внимательно, если в схеме использованы детали, бывшие в употреблении. Но и новые керамические материалы могут быть бракованными. Сразу заметны кондеры с пробоем — потемневшие, вздутые, прогоревшие, с растресканным корпусом. Такие электродетали однозначно выбраковываются даже без инструментальной проверки — ясно, что они неработоспособны или не выдают назначенных параметров. Лучше озаботиться поиском причин пробоев. Даже новые экземпляры с трещиной в корпусе являются «миной замедленного действия».
Пленочный
Пленочные устройства применяются в цепях постоянного тока, фильтрах, стандартных резонансных схемах. Основные неисправности устройств с малой мощностью:
- снижение рабочих показателей в результате иссыхания;
- увеличение параметров тока утечки;
- повышение активных потерь внутри цепи;
- замыкание на обкладках;
- потеря контакта;
- обрыв проводника.
Измерить емкость конденсатора возможно в режиме тестирования. Стрелочные модели реагируют отклонением стрелки со скачком и возвратом к нулю. При небольшом отклонении стрелки диагностируют утечку тока при малой емкости.
Малая эффективность с низким уровнем мощности при большом токе утечки мешает широкому применению данных конденсаторов и не позволяет его потенциалу полностью раскрыться. Поэтому использование этого вида кондеров нецелесообразно.
Проверка мультиметром
Наиболее простым, и в то же время доступным способом тестирования является проверка мультиметром. Этот прибор способен измерять различные электротехнические величины, от сопротивления до напряжения и частоты. В частности, он может измерить и емкость конденсатора. Проверка емкости не происходит мгновенно. Тестеру нужно время для того, чтобы зарядить элемент до определенного уровня напряжения, а потом разрядить его. По величине тока разряда и времени производится заключение о емкости.
Измерение емкости
Перед установкой любых элементов в аппаратуру при ремонте или проектировании требуется протестировать их исправность и соответствие заданным параметрам. Поэтому необходимо знать, как проверить емкость конденсатора мультиметром. Нужно выполнить несколько простых действий:
- Установить измерительные щупы мультиметра в подходящие отверстия на его корпусе. Черный щуп — в отверстие с маркировкой COM, а красный — в гнездо с надписью Ом, Hz, U.
- Выбрать режим проверки конденсаторов ручкой на лицевой панели прибора. Обычно этот режим обозначен условным значком электроконденсатора — двумя параллельными линиями с выводами.
- Прикоснуться щупами мультиметра к выводам элемента. При этом на экране тестера должно отобразиться значение его емкости в микрофарадах. Обычно измерительный прибор показывает, в каких величинах производится измерение, либо эти данные есть на его измерительной шкале.
- Если полученное значение отличается от номинального более чем на допуск, указанный в описании этого типа электроконденсаторов (может быть от 0,5 до 80%), значит, элемент не должен применяться по назначению.
Знать, как измерить емкость конденсатора мультиметром, необходимо также и при проверке электроприбора на ошибки в работе. Любой электротехнический прибор может начать работать нестабильно, и причиной этого может служить выход из строя одного или нескольких элементов. Если провести измерение емкости используемых в приборе конденсаторов, можно выявить и устранить причину неисправности.
Тест сопротивления
Узнать, произошёл ли пробой элемента, также можно, измерив его сопротивление. Некоторые измерительные приборы не имеют возможности проверять емкость электроконденсаторов. Но такими измерителями все равно можно протестировать аппаратуру, если замерить величину сопротивления между обкладками используемых в ней конденсаторов.
Для этого нужно выполнить все действия, описанные для проверки емкости, но режим измерения нужно выбрать другой — проверку сопротивления. Этот режим обычно обозначен диапазоном измерения в Омах. Для проверки конденсаторов лучше выбрать диапазон, равный 200 Ом. Если при прозвонке элемента выявлено сопротивление ниже 50 Ом, такой элемент подвергся пробою и не может быть использован.
Прозвонить элемент можно также и внутри схемы, непосредственно в аппаратуре. Однако проверка конденсатора мультиметром, не выпаивая ни одну из его ножек, приводит к ошибкам измерения, так как тестируется также и вся остальная схема, находящаяся между измерительными щупами. Поэтому для измерения нужно выпаять хотя бы один из выводов элемента.
Знать, как проверить конденсатор мультиметром, не выпаивая, необходимо при кропотливой проверке электротехнических приборов на возможную неисправность, если точно известно, что неисправность заключается в одном из элементов. При этом следует выпаять одну из ножек каждого элемента и поочередно померить их сопротивление и емкость. Таким образом можно выявить вышедшие из строя элементы.
Это интересно: Клеммники Wago для соединения проводов
Прибор своими руками
Для проверки конденсаторов можно собрать собственный прибор. Он будет определять емкость не хуже профессиональной аппаратуры. Собрать подобное устройство своими руками достаточно просто. С помощью этого прибора можно проверить работоспособность любых емкостных элементов и даже SMD.
Схема сборки:
Для прибора понадобятся следующие детали:
- Микросхема из серии 555, например, NE555 или отечественный аналог КР1006ВИ1. Данная микросхема является таймером времени, но в приборе будет играть роль генератора.
- Резисторы: R1 и R5 на 6.8 К. R12 на 12 К. R10 на 100 К. R2 и R6 на 51 К. R13 и R11 на 100 К. R3 и R7 на 68 К. R14 на 120 К. R4 и R8 на 510 К. R15 на 13 К.
- Конденсаторы: С1 емкостью 47nf, С2 на 470pf, С3 на 0ю47 mkF.
- VD1 подходит любой диод малой мощности, например, SOD 232.
- SA1 является любым переключателем на 5 положений.
- Мультиметр Х1.
- Батарея или блок питания до 12 вольт.
Принцип работы прибора заключается в следующем:
- Резисторы R1 и R8, вместе с конденсаторами С1 и С2, создают прямоугольные импульсы, которые регулируются при помощи переключателя SA1. Прибор работает в диапазоне частот от 25 и 2.5 kHz и 25–250 Hz.
- Заряд для испытуемого элемента подается через диод VD1.
- Разрядниками заряда являются резисторы R10, 12, 15.
- Образовавшийся разрядный импульс рассчитывается микросхемой 555. Длительность импульса приравнивается к емкости испытуемого элемента.
- Резистор R13 и конденсатор С3, стоящие на выходе, преобразуют импульс в электрический ток. Напряжение равно емкости испытуемой радиодетали.
- Напряжение на выходе поступает на мультиметр Х1, который показывает количество вольт, а значит общую емкость детали.
При помощи данного прибора можно проводить проверку конденсаторов емкостью от 20 pF до 200 mkF. Собирается схема на печатной плате, которая должна быть очищена от всех старых дорожек и вытравлена. Если сборка схемы проводится при помощи пайки проводами, нужно учитывать, что длина провода сильно влияет на длину импульса.
Принципиальная схема на печатной плате:
Проверка мультиметром
При помощи мультиметра проверяют два параметра конденсатора: внутреннее сопротивление и емкость.
Внутреннее сопротивление (проверка на пробой и обрыв цепи)
Мультиметр переводят в режим измерения сопротивления путем установки переключателя в сектор «Ω» на верхнюю позицию — у разных моделей это 2 или 20 МОм.
Далее касаются щупами выводов конденсатора. Если тот исправен, происходит следующее:
- вначале мультиметр показывает низкое сопротивление — конденсатор заряжается подаваемым на щупы напряжением;
- по мере увеличения заряда в конденсаторе, сопротивление постепенно возрастает и в конце концов достигает очень высокой величины: на дисплее — значение свыше 2 МОм или «1» (символ бесконечности).
Иное поведение прибора свидетельствует о неисправности элемента, когда сопротивление:
- оказалось ниже 2 МОм: конденсатор пробит (появилась проводимость в диэлектрике между обкладками);
- сразу стало бесконечно большим: обрыв вывода.
Конденсаторы делятся на два типа: полярные и неполярные. Первые чувствительны к полярности измерений и если ее перепутать, подав на «минусовый» вывод положительный потенциал, а на «плюсовой» — отрицательный, выходят из строя. «Минусовый» вывод распознают по отметке в виде «птички» на корпусе конденсатора.
В мультиметре потенциалы распределяются так:
- порт «COM» — отрицательный: по негласному правилу сюда включают черный щуп;
- порт «V/ Ω» — положительный: принято включать красный щуп.
При измерении сопротивления неполярного конденсатора полярность можно поменять. Элемент перезаряжается и показания на мультиметре снова возрастают от малых величин до 2 МОм и более.
При наличии заведомо исправного конденсатора той же марки, состояние исследуемого проверяют методом сравнения:
- замеряют сопротивление исправного конденсатора;
- то же самое выполняют для исследуемого элемента;
- сравнивают скорость изменения показаний на мультиметре.
Для этого метода более подходит аналоговый (стрелочный) тестер: плавно отклоняющаяся стрелка четко отражает изменение сопротивления в режиме реального времени.
Конденсатор проверяется в разряженном состоянии, иначе возможна электротравма или повреждение мультиметра.
Способ разряда зависит от емкости:
- малая (низкое напряжение): закорачивают выводы отверткой;
- большая (высокое напряжение): замыкают выводы резистором сопротивлением 10 кОм.
Резистор удерживают инструментом с изолированными ручками.
Емкость
Измерение емкости возможно при наличии в мультиметре специальной функции. У таких приборов на лицевой панели имеется сектор «CX».
Конденсатор подключается двумя способами:
- у некоторых моделей имеются разъемы для щупов с пометкой «CX»;
- у других в сектор «CX» выведены две контактные площадки с пометками «+» и «-».
При контакте щупов или площадок с выводами конденсатора на дисплее отображается значение емкости. Полученные данные сравнивают с числовым показателем, указанным на корпусе конденсатора, после чего делают вывод о его пригодности.
Мультиметр
Переключатель должен быть установлен в секторе «CX» на позиции с ближайшим большим значением по отношению к ожидаемой емкости. Обычно в секторе имеется 5 позиций со данными от 20 нФ до 200 мкФ.
Данный способ контроля не подходит для конденсаторов емкостью менее 0,25 мкФ. Их проверяют специальным устройством — LC-метром.
При отсутствии функции определения емкости, конденсатор проверяют так:
- Заряжают его от источника постоянного тока. Напряжение источника — примерно вдвое меньше напряжения конденсатора. Для элемента на 25 В достаточно источника на 9 – 12 В.
- Выждав несколько секунд, чего обычно достаточно для полной зарядки, радиодеталь отключают от питания и мультиметром замеряют напряжение на ее выводах.
Измеритель настраивается следующим образом:
- черный щуп включен в порт «COM»;
- красный — в порт «V/Ω»;
- переключатель: в сектор измерения постоянного напряжения («DCV» или «V-») на позицию с ближайшим большим значением относительно ожидаемого напряжения конденсатора.
Важно успеть прочитать первые показания, поскольку напряжение постепенно будет снижаться — конденсатор разряжается через мультиметр.
Выбираем прибор для проверки конденсаторов
Проверку конденсаторов, обычно, проводят мультиметром (как современным, так и советской “цешкой”). Этот прибор подходит для тестирования не только накопителей, но и стабилизаторов напряжения. При этом, следует учитывать, что некоторые стабилизаторы (такие, как, например cw7805) имеют три клеммы. Поэтому, для их прозвонки нужно знать обозначение клемм. С помощью мультиметра также можно проверить работу транзистора (например, такого как GB10Nb37LZ, который часто используют в автомобильной технике), диагностировать элементы зажигания (например, проверить контакты трамблера).
Помимо мультиметра для проверки конденсатора можно использовать:
- LC-метр – специальный прибор для проверки индуктивности и емкости конденсаторов;
- Пробник или тестер, с помощью которых можно померить напряжение накопителя и проверить его на короткое замыкание;
- Омметр, с помощью которого можно найти утечку тока;
- Испытатель оксидных конденсаторов, который даст возможность подобрать б/у конденсатор под микросхему.
Для того, чтобы проверить автомобильный конденсатор можно воспользоваться обычной переносной лампочкой. Для этого нужно подсоединить лампочку к контактам конденсатора. Если лампочка загорится, то конденсатор вышел из строя. При проверке регулятора напряжения Я112А1, включенная лампочка будет свидетельствовать о его исправности. Подключать регулятор, при этом, следует через блок питания и перемычку.
При этом, конденсатор должен иметь емкость в 100-200 микрофарад. Такая процедура даст возможность пользоваться телевизором еще некоторое время.
