Как мультиметром прозвонить конденсатор: инструкция и советы

Одной из наиболее распространенных причин неисправности радиоэлектронной техники является поломка одного или нескольких конденсаторов, которые составляют неотъемлемую часть ее платы. И чтобы выяснить, какой же именно конденсатор оказался слабым звеном, необходимо проверить их работоспособность. В этой статье описывается, как прозванивают конденсатор. Независимо от того, занимаетесь ли вы электронной аппаратурой профессионально или вы просто любитель, вам это вполне под силу. Для этого вам понадобится мультиметр. Ниже мы рассмотрим, как проверить конденсатор мультиметром самостоятельно.

Виды конденсаторов и их проверка

Прежде чем разобраться, как мультиметром прозвонить конденсатор, давайте выясним, какие виды конденсаторов существуют. Все конденсаторы делятся на полярные и неполярные. Разница между ними заключается в том, что полярные, как можно догадаться из названия, имеют полярность. Проверять их нужно строго соответствующим образом: «плюс» к «плюсу», «минус» к «минусу», так как в противном случае они придут в негодность и могут взорваться. Все полярные конденсаторы являются электролитическими. Если конденсатор еще советского производства, то при взрыве электролит может попасть вам на кожу. В современных конденсаторах для таких случаев предусмотрено специальное сечение на поверхности, которое разрывается в определенном направлении и не дает проводящему веществу разбрызгаться в разные стороны.

Каким образом выполнить проверку, зависит от характера поломки, так как мультиметром проверить конденсатор на работоспособность можно двумя способами: в режиме замера сопротивления его диэлектрика и измеряя его емкость.

Пробой конденсатора

Наиболее распространенной проблемой конденсаторов является пробой диэлектрика. Диэлектрик – это слой материала между двумя проводниками внутри конденсатора, который имеет большое сопротивление, чтобы не допустить протекания тока между проводниками.

В исправном конденсаторе допускается небольшое пропускание тока через этот изолятор, это называется «ток утечки», и он ничтожно мал. При пробое диэлектрика его сопротивление резко падает, и, по сути, он превращается в обыкновенный проводник. Причиной такого пробоя, как правило, является резкий перепад напряжения в сети, к которой подключено оборудование. К характерным признакам пробоя относятся вздутие корпуса конденсатора, его потемнение и появление черных пятен. Перед тем как проверить конденсатор на исправность, осмотрите его визуально на предмет внешних дефектов.

Проверка неполярного конденсатора в режиме омметра

Проверка мультиметром сопротивления диэлектрика в конденсаторе осуществляется в режиме омметра. В неполярных конденсаторах диэлектрик может быть выполнен из стекла, керамики, бумаги или даже в виде воздушной прослойки. Таким образом обеспечивается крайне высокое сопротивление, и в исправном конденсаторе цифровой мультиметр покажет фактически бесконечную величину. Если же электрический пробой имеет место, то уровень сопротивления будет в пределах нескольких Ом, максимум нескольких десятков.

Перед тем как мультиметром прозвонить конденсатор, включите на измерительном приборе соответствующий режим, выставив на нем максимально возможный уровень измерения сопротивления. Подведите к выводам конденсаторы щупы мультиметра и посмотрите на табло: если конденсатор в порядке, то там должна появиться единичка, что говорит о том, что сопротивление выше установленного максимума. Если же на дисплее мультиметра высветится какое-то конкретное значение, меньшее чем измерительный максимум, то это может быть свидетельством неисправности проверяемого конденсатора.

Помните о технике безопасности и не держитесь одновременно и за щупы прибора и за выводы конденсатора, так как из-за меньшего сопротивления электрический ток пойдет через ваше тело.

Проверка полярного конденсатора в режиме омметра

По сравнению с неполярными конденсаторами в полярных сопротивление диэлектрика на порядок меньше, поэтому максимум сопротивления на мультиметре нужно выставлять соответствующее. Большинство таких конденсаторов имеют не менее 100 кОм сопротивления, особо мощные и до 1 мОма. Перед тем как мультиметром прозвонить конденсатор, замкните выводы накопителя, чтобы разрядить его полностью.

Установив соответствующий предел измерения, подключите щупы прибора к конденсатору, соблюдая при этом полярность. Электролитические конденсаторы имеют сравнительно большую емкость, и поэтому при подключении они тут же начинают заряжаться. В течение того времени, пока идет зарядка, сопротивление будет прямо пропорционально расти, что будет отображаться на экране прибора. Конденсатор можно считать исправным в большинстве случаев, когда сопротивление переваливает за отметку в 100 кОм.

Как мультиметром прозвонить конденсатор (аналоговый измеритель)

Ту же самую процедуру можно проделать при помощи аналогового (стрелочного) измерителя. Емкость электролитического конденсатора можно определить по скорости движения стрелки прибора в сторону максимума. Чем медленнее двигается стрелка, тем дольше заряжается конденсатор и тем, соответственно, больше его емкость. Если емкость составляет от 1 до 100 микрофарадов (мкФ), стрелка достигнет правого края циферблата практически моментально. При емкости от 1000 мкФ ее путь может занять несколько секунд.

Как мультиметром прозвонить конденсатор: инструкция по проверке емкости накопителя

Хотя конденсаторы часто проверяют омметром, более надежным способом выяснить его исправность считается измерение емкости. Повышенная утечка (в том числе из-за пробоя) в электролитическом конденсаторе приводит к частичной потере емкости, и ее действительная величина уже не соответствует заявленной на корпусе накопителя. Измеряя сопротивление конденсатора, очень трудно определить данный дефект, для этого требуется измеритель емкости. Следует иметь в виду, что далеко не у всех мультиметров имеется такая функция, поэтому убедитесь в том, что ваш прибор способен выполнять такое измерение.

Прежде чем проверять таким образом электролитический конденсатор, его обязательно необходимо полностью разрядить. Заряженный конденсатор может попросту испортить ваш мультиметр. Особенно это касается полярных накопителей с высоким рабочим напряжением и большой емкостью. Как правило, такие конденсаторы используются в импульсных блоках в качестве фильтрующих накопителей.

Разрядка конденсатора

Для разрядки низковольтных конденсаторов достаточно просто закоротить их выводы, но в случае с высоковольтными и большой емкостью к выводам следует подключить 5-10-килоомный резистор. Резистор необходим, чтобы избежать возникновения искры во время замыкания. Помните о безопасности и ни в коем случае не прикасайтесь к выводам конденсатора, иначе замыкание произойдет на вас.

Обрыв конденсатора

Обрыв – довольно редкая для конденсаторов неисправность. Как правило, он возникает при механических повреждениях накопителя. В результате обрыва конденсатор полностью теряет свою накопительную функцию и имеет нулевую емкость. Фактически он превращается в два изолированных друг от друга проводника. Обнаружить обрыв при помощи омметра практически невозможно. Своеобразным симптомом обрыва в полярных электролитических конденсаторах при измерении сопротивления является отсутствие какого-либо изменения в показаниях прибора. Так как исправный неполярный конденсатор малой емкости имеет высокое сопротивление, проверить его на обрыв, таким образом, не представляется возможным. Единственный выход – измерение емкости.

Потеря емкости конденсатора

Для того чтобы определить, потерял ли конденсатор свою емкость, как ни странно, нужно замерить эту самую емкость. Выставьте на мультиметре соответствующий предел измеряемой емкости, разрядите проверяемый конденсатор, подключите щупы измерителя к соответствующим гнездам на нем, соблюдая правильную полярность, и наконец, прикоснитесь щупами к выводам конденсатора. Очевидно, что разобраться, как мультиметром проверить конденсатор кондиционера или любого другого бытового прибора на предмет потери емкости, не столь сложно.

Измерение напряжения конденсатора

Также, чтобы убедиться в исправности конденсатора, следует проверить, соответствует ли его реальное напряжение номинальному. Для этого вам потребуется режим вольтметра на вашем мультиметре и источник питания для зарядки конденсатора. Напряжение он должен выдавать меньше, чем то, на которое рассчитан накопитель. Подсоедините щупы к выводам и подождите немного, пока конденсатор полностью зарядится. Переведя прибор в режим вольтметра, проверьте выдаваемое накопителем напряжение. Значение, появившееся на экране мультиметра сразу же в начале тестирования, должно соответствовать заявленному.

Учтите, что при проверке накопитель теряет свой заряд и напряжение, соответственно, будет быстро падать, поэтому важно увидеть цифру, которая появилась в самом начале.
Есть и более простой способ проверки, но он действенен только для конденсаторов с достаточно большой емкостью. Зарядив накопитель полностью, возьмите обыкновенную отвертку с изолированной рукояткой, поднесите ее металлическую часть к его выводам и замкните их. Если в результате проскочила яркая искра, значит, элемент рабочий. Если же искра очень слабая или вовсе отсутствует, значит, конденсатор не держит заряд.

Заключение

В данной статье мы попытались разобрать все наиболее часто встречающиеся поломки конденсаторов, а также способы их проверки. Важный момент: многие начинающие мастера думают, как прозвонить конденсатор мультиметром, не выпаивая его из платы, однако в таком случае в процессе измерений будет иметь место очень большая погрешность. Единственный способ в таком случае – это визуальный осмотр на предмет наличия внешних признаков, таких как взбухание, потемнение или изменение цвета поверхности.

Чаще всего конденсаторы «летят» в таких видах бытовой техники, как стиральные машины, телевизоры, микроволновые печи и др. Поэтому если перед вами стала проблема, как прозвонить конденсатор кондиционера мультиметром, можете смело использовать нашу инструкцию.

Электролитический конденсатор признаки неисправности

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.

Потеря емкости конденсатора

Для того чтобы определить, потерял ли конденсатор свою емкость, как ни странно, нужно замерить эту самую емкость. Выставьте на мультиметре соответствующий предел измеряемой емкости, разрядите проверяемый конденсатор, подключите щупы измерителя к соответствующим гнездам на нем, соблюдая правильную полярность, и наконец, прикоснитесь щупами к выводам конденсатора. Очевидно, что разобраться, как мультиметром проверить конденсатор кондиционера или любого другого бытового прибора на предмет потери емкости, не столь сложно.

Измерение емкости конденсатора мультиметром и специальными приборами

Некоторые мультиметры имеют функцию измерения емкости. Взять хотя бы эти распространенные модели: M890D, AM-1083, DT9205A, UT139C и т.д.

Также в продаже есть цифровые измерители емкости, например, XC6013L или A6013L.

С помощью любого из этих приборов можно не только узнать точную емкость конденсатора, но и убедиться в отсутствии короткого замыкания между обкладками или внутреннего обрыва одного из выводов.

Некоторые производители даже уверяют, что их мультиметры способны проверить емкость конденсатора не выпаивая его с платы. Что, конечно же, противоречит здравому смыслу.

К сожалению, проверка конденсатора мультиметром не поможет определить такие наиважнейшие параметры, как ток утечки и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Их измерить только с помощью специализированных тестеров. Например, с помощью весьма недорогого LC-метра.

Пробой конденсатора

Наиболее распространенной проблемой конденсаторов является пробой диэлектрика. Диэлектрик – это слой материала между двумя проводниками внутри конденсатора, который имеет большое сопротивление, чтобы не допустить протекания тока между проводниками.

В исправном конденсаторе допускается небольшое пропускание тока через этот изолятор, это называется «ток утечки», и он ничтожно мал. При пробое диэлектрика его сопротивление резко падает, и, по сути, он превращается в обыкновенный проводник. Причиной такого пробоя, как правило, является резкий перепад напряжения в сети, к которой подключено оборудование. К характерным признакам пробоя относятся вздутие корпуса конденсатора, его потемнение и появление черных пятен. Перед тем как проверить конденсатор на исправность, осмотрите его визуально на предмет внешних дефектов.

Проверка на короткое замыкание

Способ №1: определение КЗ в режиме прозвонки

Как прозванивать конденсаторы мультиметром? Нужно включить мультиметр в режим прозвонки или измерения сопротивления и приложить щупы к выводам конденсатора.

В зависимости от емкости мультиметр либо сразу же покажет бесконечное сопротивление, либо через какое-то время (от нескольких секунд до десятков секунд).

Если же прибор постоянно пищит в режиме прозвонки (или показывает очень низкое сопротивление в режиме измерения сопротивления), то конденсатор можно смело выкидывать.

Способ №2: определение КЗ конденсатора с помощью светодиода и батарейки

Если нет мультиметра (и даже старой советской «цешки» нету), то можно попробовать подключить светодиод или лампочку к батарейке через исследуемый конденсатор.

Т.к. исправный конденсатор имеет ооочень большое сопротивление постоянному току, лампочка гореть не должна. Хотя, если емкость конденсатора достаточно большая, лампочка может вспыхнуть на короткое время (пока конденсатор не зарядится).

Если же светодиод горит постоянно, конденсатор 100% неисправен.

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.

Способ №3: проверка конденсатора лампочкой на 220В

Подходит для высоковольтных неполярных конденсаторов (например, пусковые конденсаторы из стиральных машин, насосов, различных станков и т. п.).

Все что нужно сделать — просто подключить лампу накаливания небольшой мощности (25-40 Вт) через конденсатор. Полярность конденсатора не имеет значения:

Способ позволяет одним выстрелом убить двух зайцев: обнаружить КЗ, если оно есть, и убедиться в том, что конденсатор имеет ненулевую емкость (не находится в обрыве).

При исправном конденсаторе лампочка будет гореть в полнакала. Чем меньше емкость — тем тусклее будет гореть лампочка.

Если лампа горит в полную мощность (точно также как и без конденсатора), значит конденсатор «пробит» и подлежит замене. Если лампочка совсем не светится — внутри конденсатора обрыв.

Способ №3 очень наглядно продемонстрирован в этом видео:

Как мультиметром прозвонить конденсатор: инструкция по проверке емкости накопителя

Хотя конденсаторы часто проверяют омметром, более надежным способом выяснить его исправность считается измерение емкости. Повышенная утечка (в том числе из-за пробоя) в электролитическом конденсаторе приводит к частичной потере емкости, и ее действительная величина уже не соответствует заявленной на корпусе накопителя. Измеряя сопротивление конденсатора, очень трудно определить данный дефект, для этого требуется измеритель емкости. Следует иметь в виду, что далеко не у всех мультиметров имеется такая функция, поэтому убедитесь в том, что ваш прибор способен выполнять такое измерение.
Прежде чем проверять таким образом электролитический конденсатор, его обязательно необходимо полностью разрядить. Заряженный конденсатор может попросту испортить ваш мультиметр. Особенно это касается полярных накопителей с высоким рабочим напряжением и большой емкостью. Как правило, такие конденсаторы используются в импульсных блоках в качестве фильтрующих накопителей.

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.

Как это сделать? Есть три способа.

Способ №1: исключение обрыва через звуковой сигнал в режиме прозвонки

Включить мультиметр в режим прозвонки, прикоснуться щупами к выводам конденсатора и в этот момент мультиметр должен издать непродолжительный писк. Иногда звук настолько короткий (зависит от емкости конденсатора), что больше похож на щелчок и нужно очень постараться, чтобы его услышать.

Небольшой лайфхак: чтобы увеличить продолжительность звукового сигнала при прозвонке совсем маленьких конденсаторов, нужно предварительно зарядить их отрицательным напряжением, приложив щупы мультиметра в обратном порядке. Тогда при последующей прозвонке мультиметру сначала придется перезарядить конденсатор от какого-то отрицательного напряжения до нуля, и только потом — от нуля до момента отключения пищалки. На все это уйдет значительно больше времени, а значит сигнал будет звучать дольше и его проще будет расслышать.

Вот какой-то чувак, сам того не подозревая, применяет этот лайфхак на видео:

Из своей практике могу сказать, что с помощью уловки, описанной выше, мне удавалось уловить реакцию мультиметра на конденсатор емкостью всего лишь 0.1 мкФ (или 100 нФ)!

Способ №2: увеличение сопротивления постоянному току как признак отсутствия обрыва

Если предыдущий способ не помог и вообще не понятно, как проверить конденсатор тестером, то вот вам более чувствительный метод проверки.

Необходимо переключить мультиметр в режим измерения сопротивления. Выбрать максимально доступный предел измерения (20 или лучше 200 МОм). Приложить щупы к выводам конденсатора и наблюдать за показаниями мультиметра.

По мере заряда конденсатора от внутреннего источника мультиметра, его сопротивление будет постоянно расти до тех пор, пока не выйдет за пределы диапазона измерения. Если такой эффект наблюдается, значит обрыва нет.

Кстати говоря, может так оказаться, что рост сопротивления остановится на значении от единиц до пары десятков МОм — для конденсаторов с жидким электролитом (кроме танталовых) это абсолютно нормально. Для остальных конденсаторов сопротивление утечки должно быть больше, как минимум, на порядок.

При измерении таких высоких сопротивлений необходимо следить за тем, чтобы не касаться пальцами сразу обоих измерительных щупов. Иначе сопротивление кожи внесет свои коррективы и исказит все результаты.

С помощью измерения сопротивления на пределе 200 МОм мне удавалось однозначно определить отсутствие обрыва в конденсаторах емкостью всего 0. 001 мкФ (или 1000 пФ).

Вот видео для наглядности:

Способ №3: измерение остаточного напряжения для исключения внутреннего обрыва

Это самый чувствительный способ, позволяющий убедиться в отсутствии обрыва конденсатора даже тогда, когда все предыдущие способы не помогли.

Берется мультиметр в режиме прозвонки или в режиме измерения сопротивления (не важно в каком диапазоне) и на пару секунд прикладываем щупы к выводам испытуемого конденсатора. В этот момент конденсатор зарядится от мультиметра до какого-то небольшого напряжения (обычно 2.8 В).

Затем мы быстро переключаем мультиметр в режим измерения постоянного напряжения на самом чувствительном диапазоне и, не мешкая слишком долго, снова прикладываем щупы к конденсатору, чтобы измерить на нем напряжение. Если у кондера есть хоть какая-нибудь вразумительная емкость, то мультиметр успеет показать напряжение, до которого был заряжен конденсатор.

Этим способом мне удавалось с помощью обычного цифрового мультиметра M890D отловить емкость вплоть до 470 пФ (0. 00047 мкФ)! А это очень маленькая емкость.

Вообще говоря, это наиболее эффективный метод прозвонки конденсаторов. Таким способ можно проверять кондеры любой емкости — от малюсеньких до самых больших, а также любого типа — полярные, неполярные, электролитические, пленочные, керамические, оксидные, воздушные, металло-бумажные и т.д.

Правда, если конденсатор имеет совсем маленькую емкость, до 470 пФ, то, увы, проверить его на обрыв без специального прибора, вроде упомянутого ранее LC-метра, никак не получится.

Обрыв конденсатора

Обрыв – довольно редкая для конденсаторов неисправность. Как правило, он возникает при механических повреждениях накопителя. В результате обрыва конденсатор полностью теряет свою накопительную функцию и имеет нулевую емкость. Фактически он превращается в два изолированных друг от друга проводника. Обнаружить обрыв при помощи омметра практически невозможно. Своеобразным симптомом обрыва в полярных электролитических конденсаторах при измерении сопротивления является отсутствие какого-либо изменения в показаниях прибора. Так как исправный неполярный конденсатор малой емкости имеет высокое сопротивление, проверить его на обрыв, таким образом, не представляется возможным. Единственный выход – измерение емкости.

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:

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.

Виды конденсаторов и их проверка

Прежде чем разобраться, как мультиметром прозвонить конденсатор, давайте выясним, какие виды конденсаторов существуют. Все конденсаторы делятся на полярные и неполярные. Разница между ними заключается в том, что полярные, как можно догадаться из названия, имеют полярность. Проверять их нужно строго соответствующим образом: «плюс» к «плюсу», «минус» к «минусу», так как в противном случае они придут в негодность и могут взорваться. Все полярные конденсаторы являются электролитическими. Если конденсатор еще советского производства, то при взрыве электролит может попасть вам на кожу. В современных конденсаторах для таких случаев предусмотрено специальное сечение на поверхности, которое разрывается в определенном направлении и не дает проводящему веществу разбрызгаться в разные стороны.

Каким образом выполнить проверку, зависит от характера поломки, так как мультиметром проверить конденсатор на работоспособность можно двумя способами: в режиме замера сопротивления его диэлектрика и измеряя его емкость.

Как измерить ток утечки конденсатора?

Чуть выше уже была описана методика измерения тока утечки. Хотелось бы только добавить, что Iут измеряется либо при максимальном рабочем напряжении конденсатора либо при таком напряжении, при котором конденсатор планируется использовать.

Также можно вычислить ток утечки конденсатора косвенным методом — через падение напряжения на заранее известном сопротивлении:

При проверке полярных конденсаторов на утечку необходимо соблюдать полярность их подключения. В противном случае будут получены некорректные результаты.

При измерении тока утечки электролитических конденсаторов после подачи напряжения очень важно выждать какое-то время (минут 5-10) для того, чтобы все электрохимические процессы завершились. Особенно это актуально для конденсаторов, которые в течение длительного времени были выведены из эксплуатации.

Вот видео с наглядной демонстрацией описанного метода измерения тока утечки конденсатора:

Разрядка конденсатора

Для разрядки низковольтных конденсаторов достаточно просто закоротить их выводы, но в случае с высоковольтными и большой емкостью к выводам следует подключить 5-10-килоомный резистор. Резистор необходим, чтобы избежать возникновения искры во время замыкания. Помните о безопасности и ни в коем случае не прикасайтесь к выводам конденсатора, иначе замыкание произойдет на вас.

Определение емкости неизвестного конденсатора

Способ №1: измерение емкости специальными приборами

Самый просто способ — измерить емкость с помощью прибора, имеющего функцию измерения емкостей. Это и так понятно, и об этом уже говорилсь в начале статьи и тут нечего больше добавить.

Если с приборами совсем туган, можно попробовать собрать простенький самодельный тестер. В интернете можно найти неплохие схемы (посложнее, попроще, совсем простая).

Ну или раскошелиться, наконец, на универсальный тестер, который измеряет емкость до 100000 мкФ, ESR, сопротивление, индуктивность, позволяет проверять диоды и измерять параметры транзисторов. Сколько раз он меня выручал!

Способ №2: измерение емкости двух последовательно включенных конденсаторов

Иногда бывает так, что имеется мультиметр с измерялкой емкости, но его предела не хватает. Обычно верхний порог мультиметров — это 20 или 200 мкФ, а нам нужно измерить емкость, например, в 1200 мкФ. Как тогда быть?

На помощь приходит формула емкости двух последовательно соединенных конденсаторов:

Суть в том, что результирующая емкость Cрез двух последовательных кондеров будет всегда меньше емкости самого маленького из этих конденсаторов. Другими словами, если взять конденсатор на 20 мкФ, то какой бы большой емкостью не обладал бы второй конденсатор, результирующая емкость все равно будет меньше, чем 20 мкФ.

Таким образом, если предел измерения нашего мультиметра 20 мкФ, то неизвестный конденсатор нужно последовательно с конденсатором не более 20 мкФ.

Остается только измерить общую емкость цепочки из двух последовательно включенных конденсаторов. Емкость неизвестного конденсатора рассчитывается по формуле:

Давайте для примера рассчитаем емкость большого конденсатора Сх с фотографии выше. Для проведения измерения последовательно с этим конденсатором включен конденсатор С1 на 10. 06 мкФ (он был предварительно измерен). Видно, что результирующая емкость составила Cрез = 9.97 мкФ.

Подставляем эти цифры в формулу и получаем:

Способ №3: измерение емкости через постоянную времени цепи

Как известно, постоянная времени RC-цепи зависит от величины сопротивления R и значения емкости Cх:Постоянная времени — это время, за которое напряжение на конденсаторе уменьшится в е раз (где е — это основание натурального логарифма, приблизительно равное 2,718).

Таким образом, если засечь за какое время разрядится конденсатор через известное сопротивление, рассчитать его емкость не составит труда.

Для повышения точности измерения необходимо взять резистор с минимальным отклонением сопротивления. Думаю, 0.005% будет нормально =)

Хотя можно взять обычный резистор с 5-10%-ой погрешностью и тупо измерить его реальное сопротивление мультиметром. Резистор желательно выбирать такой, чтобы время разряда конденсатора было более-менее вменяемым (секунд 10-30).

Вот какой-то чел очень хорошо все рассказал на видео:

Другие способы измерения емкости

Также можно очень приблизительно оценить емкость конденсатора через скорость роста его сопротивления постоянному току в режиме прозвонки. Об этом уже упоминалось, когда шла речь про проверку на обрыв.

Яркость свечения лампочки (см. метод поиска КЗ) также дает весьма приблизительную оценку емкости, но тем не менее такое способ имеет право на существование.

Существует также метод измерения емкости посредством измерения ее сопротивления переменному току. Примером реализации данного метода служит простейшая мостовая схема:

Вращением ротора переменного конденсатора С2 добиваются баланса моста (балансировка определяется по минимальным показаниям вольтметра). Шкала заранее проградуирована в значениях емкости измеряемого конденсатора. Переключатель SA1 служит для переключения диапазона измерения. Замкнутое положение соответствует шкале 40…85 пФ. Конденсаторы С3 и С4 можно заменить одинаковыми резисторами.

Недостаток схемы — необходим генератор переменного напряжения, плюс требуется предварительная калиброка.

Как мультиметром прозвонить конденсатор (аналоговый измеритель)

Ту же самую процедуру можно проделать при помощи аналогового (стрелочного) измерителя. Емкость электролитического конденсатора можно определить по скорости движения стрелки прибора в сторону максимума. Чем медленнее двигается стрелка, тем дольше заряжается конденсатор и тем, соответственно, больше его емкость. Если емкость составляет от 1 до 100 микрофарадов (мкФ), стрелка достигнет правого края циферблата практически моментально. При емкости от 1000 мкФ ее путь может занять несколько секунд.

Как проверить не выпаивая

Для проверки без демонтажа применяются специальные тестеры. От обычных они отличаются пониженным напряжением на щупах, что сводит к минимуму риск повреждения прочих компонентов цепи.

Если такого прибора в наличии нет, можно превратить в него обычный мультиметр, подключив через приставку. Разнообразные схемы таких приставок опубликованы в Интернете и специализированных журналах.

Читать также: Соединитель цепей с гайкой

Независимо от того, какой прибор применяется для измерения параметров конденсатора, вопрос о влиянии прочих элементов остается актуальным. Так, если параллельно с исследуемым, к цепи подключено еще несколько конденсаторов, тестер покажет их суммарную емкость.

Как работать с мультиметром

Диагностика полярных конденсаторов

Конденсаторы полярного типа (электролитические) проверяются примерно таким же образом, за исключением того, что порог измерения должен быть более 100кОм.

Перед диагностикой необходимо разрядить радиодеталь, для этого достаточно соединить выводы. Высоковольтный конденсатор желательно «закорачивать» через нагрузку, ею может служить сопротивление или обычная лампочка накаливания.

Разрядка отверткой

Не убрав заряд, есть высокая вероятность испортить мультиметр, помимо этого, дотронувшись до выводов открытым участком тела, вы разрядите конденсатор через себя, а это довольно неприятное ощущение.

Собственно, наличия искр при разрядке достаточно для того чтобы показать, что устройство исправно.

Для проверки мультиметром конденсатора подсоединяем щупы (при этом необходимо соблюдать полярность), в результате этого электрический ток, поступающий с прибора, будет накапливаться в тестируемой детали. Во время этого процесса мультиметр начнет показывать увеличение сопротивления, что говорит об ее исправности.

Заметим, что более наглядно это выглядит на аналоговых измерительных приборах, в частности, на стрелочных омметрах. Скорость, с которой отклоняется стрелка, позволяет судить о емкости, чем длительней этот процесс, тем она больше.

Метод проверки в режиме омметра относится к косвенным, для получения точной оценки потребуется воспользоваться цифровым мультиметром, который позволяет измерять емкость, например, модель DT890B+.

Мультиметр для измерения емкости

Идея суперконденсатора

Электричество — чрезвычайно универсальный вид энергии, обладающий одним недостатком — его трудно саккумулировать быстро. Химические батареи способны сохранять большое количество энергии, но требуют нескольких часов для полной зарядки. Этого недостатка лишены конденсаторы — они могут заряжаться практически мгновенно. Но их ёмкость не позволяет хранить большое количество энергии, поэтому весьма заманчивой выглядит идея суперконденсатора, сочетающего лучшие качества химических и электростатических накопителей электричества.

Несмотря на функциональную схожесть, аккумуляторные батареи и конденсаторы устроены совершенно по-разному. Гальванические элементы работают на принципе высвобождения электрической энергии во время химической реакции веществ внутри них. При истощении запаса активных реагентов они прекращают генерировать разность потенциалов и для нового цикла требуют инициирования током обратных химических реакций для восстановления активных веществ. Основные недостатки аккумуляторов по сравнении и конденсаторами:

• непродолжительный жизненный цикл;
• невысокая удельная мощность;
• узкий диапазон температур зарядки и разрядки;
• неспособность быстро отдать весь запас энергии.

Тем не менее обычные конденсаторы не используются в качестве активных источников напряжения из-за низкой ёмкости. Теоретические и практические суперконденсаторы (ультраконденсаторы) отличаются от обычных крайне высокой ёмкостью при большой плотности хранимой энергии, что позволяет их рассматривать как альтернативу химическим элементам.

Крупнейшие коммерческие устройства обладают ёмкостью до нескольких тысяч фарад, но их возможности всё равно несопоставимы с аккумуляторами, поэтому подобные устройства используются для хранения зарядов в течение относительно короткого периода времени. Они нашли широкое применение в качестве электрических эквивалентов механических маховиков, чтобы сглаживать напряжение источников питания, например, в ветровых турбинах или рекуперативных тормозных системах электрических транспортных средств.

Первые ультраконденсаторы появились в середине прошлого века и обладали не очень впечатляющими ёмкостями. С тех пор прогресс в совершенствовании материалов привёл к утоньшению диэлектрического слоя до одной молекулы, что позволило создавать устройства с выдающимися характеристиками. Дальнейшее развитие наноиндустрии стало основой для фундаментальных перемен в накоплении электричества. Возможно, в скором времени экологически опасные и капризные химические аккумуляторы заменят суперконденсаторы на основе молекулярно структурированных пластин и диэлектрического слоя.

Что такое измеритель емкости? (с картинками)

`;

Наука

Факт проверен

Грегори Хэнсон

Дата последнего изменения: 10 декабря 2022 г.

Измеритель емкости — это специализированное испытательное оборудование. Он используется для определения потенциальной емкости данного конденсатора. Эти измерители бывают разных видов и размеров, чтобы измерять емкость в самых разных контекстах. Возможность измерения емкости предусмотрена в некоторых, но не во всех мультиметрах.

Физически большинство этих устройств представляют собой простые портативные устройства с двумя выводами, которые можно подключить к конденсатору для тестирования. В более старых моделях использовался аналоговый дисплей, но сейчас это редкость. Специализированные типы измерителей емкости, особенно те, которые предназначены для проверки очень больших или очень маленьких конденсаторов, вероятно, будут более крупными устройствами с различными типами специализированных датчиков, соответствующих типу измерения, для которого предназначен конкретный измеритель емкости.

Электрический заряд может накапливаться и временно храниться в конденсаторе. Конденсаторы удерживают энергию в виде положительных и отрицательных зарядов на двух проводящих пластинах, разделенных резистором. Между этими элементами образуется поле, которое может удерживать заряд. Позже этот заряд может быть снят. Конденсаторы не так полезны для долговременного хранения энергии, как батареи, но способны разряжать накопленную энергию гораздо быстрее, что делает их полезными для определенных приложений, требующих такой быстрой разрядки, но также потенциально опасных.

Способность конденсатора накапливать электрический заряд называется его емкостью, и именно это значение измеряется измерителем емкости. Самый простой метод измерения состоит в том, чтобы подать электрический ток на разряженный конденсатор, а затем измерить скорость изменения напряжения на конденсаторе. При известном входе этот процесс можно использовать для определения емкости относительно больших конденсаторов при малом испытательном токе. Переменный ток при постоянном напряжении также может быть использован для целей тестирования.

Конденсаторы производятся самых разных размеров. Большие модели, используемые для передачи электроэнергии, могут содержать на много порядков больше электроэнергии, чем очень маленькие конденсаторы, встроенные в современные интегральные схемы.

Диапазон размеров конденсаторов означает, что большинство типов измерителей емкости оптимизированы для измерения емкости конденсаторов только определенных размеров.

Небольшой тестовый ток, генерируемый функцией измерения емкости стандартного портативного цифрового мультиметра, недостаточен для получения точных показаний для большого промышленного конденсатора. Точно так же этот крошечный ток может быть достаточно мощным, чтобы перегрузить резистор в крошечном конденсаторе, расположенном на печатной плате. Для измерения емкости на этом уровне существуют специализированные и высокоточные модели измерителей емкости.

Вам также может понравиться

Рекомендуется

КАК ПОКАЗАНО НА:

Обзор мультиметра

Tenma 72-7745 — Страница 2 — Mastering Electronics Design

Адриан С. Настасе

Измерение емкости

В этой категории есть несколько мультиметров, которые могут измерять емкость. Тенма 72-7745 — один из них. Он может измерять значения от 100 пФ до 100 мкФ, используя 5 диапазонов: 40 нФ, 400 нФ, 4 мкФ и 100 мкФ. В самом низком диапазоне, 40 нФ, мультиметр отображает максимум 390,99 нФ, с фиксированным количеством цифр для десятичных значений. Следовательно, разрешение составляет 10 пФ, поэтому не следует ожидать прецизионных измерений ниже 100 пФ. Тем не менее, я пошел дальше и измерил несколько конденсаторов низкой емкости. Без конденсатора на входе и без измерительных проводов Tenma 72-7745 показывает 1,14 нФ. Для обнуления дисплея необходимо использовать относительное (REL) измерение. После обнуления дисплей оставался на уровне 00,00 нФ. Емкость 10 пФ 10 % показала 0,01 нФ. Конденсатор емкостью 10 % емкостью 220 пФ показал величину 0,28 нФ, емкость емкости 1 нФ 10 % — величину 1,08 нФ, а емкость 10 % конденсатора емкостью 10 нФ — 10,38 нФ. Все эти значения находились в пределах спецификаций +/- (3% + 10) по шкале 40 нФ.

Перемещаясь по шкале 4 мкФ, емкость 1 мкФ 10 % составила 0,966 мкФ. По шкале 40 мкФ 20% танталовый конденсатор 10 мкФ показал 10,29 мкФ, а 22 мкФ 20% электролитический конденсатор показал 23,47 мкФ. Точность шкалы 4 мкФ и 40 мкФ составляет +/- (3% + 5).

По шкале 100 мкФ электролитический конденсатор емкостью 47 мкФ, 20 % показал 49,47 мкФ, а заявленная точность составляет +/- (4 % + 5).

При измерении больших конденсаторов по шкале 100 мкФ необходимо подождать несколько секунд, чтобы конденсатор зарядился. Это нормально из-за постоянной времени CR для этого измерения, которая увеличивается с тестируемым конденсатором. Для маломощных конденсаторов лучше использовать короткие тестовые зажимы, чтобы минимизировать емкость провода. Производитель подумал об этом и удобно предусмотрел короткие щупы для таких измерений.

Проверка диодов

Как и любой мультиметр этого класса, Tenma 72-7745 может проверять диоды, посылая постоянный ток на анод и измеряя падение напряжения на диоде. Я подключил диод 1N4148 и измерил ток через него с помощью Agilent 34401A. Ток составлял 0,408 мА, а Tenma 72-7745 измерил падение напряжения 0,568 В. Глядя на таблицу данных Fairchild, график ПЧ и VF показал типичное значение 0,58 В при 0,4 мА. диод все таки диод или нет. В зависимости от диода падение напряжения будет между 0,5 В и 0,8 В. Измерение диода инициируется установкой переключателя на измерение сопротивления/диода/емкости и нажатием синей кнопки до тех пор, пока не будет выбрано измерение диода.

Измерение частоты и коэффициента заполнения

Этот мультиметр измеряет частоты в диапазоне от 10 Гц до 10 МГц. Это весьма впечатляюще для этого класса, особенно минимальная частота до 10 Гц. Я измерил частоту синусоиды с амплитудой 1 В при 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц, 1 МГц, и результаты были 9,99 Гц, 99,9 Гц, 0,999 кГц, 9,99 кГц, 99,9 кГц, 0,999 МГц.

Возможность измерения рабочего цикла является еще одним дополнением к этому мультиметру, тем более что его диапазон также составляет от 10 Гц до 100 МГц. Рабочий цикл прямоугольной волны амплитудой 1 В показал, 490,9 % на частотах от 10 Гц до 1 МГц.

Питание

Мультиметр работает от батареи 9В. У него нет обычной двухпроводной вилки, что позволяет избежать возможного обрыва провода аккумулятора. Вместо этого батарея вставляется в держатель с прорезями, которые предотвращают переворачивание 9-вольтовой батареи. Мультиметр имеет кнопку включения/выключения, но не имеет функции автоматического выключения. Если вы забудете его включить, он будет включен до тех пор, пока не разрядит батарею. Я считаю, что разработчики убрали эту функцию, так как прибор можно использовать для регистрации данных в удаленном режиме, как мы увидим дальше. Никто не хотел бы оставить устройство включенным на ночь, чтобы провести какие-то долгосрочные измерения, только чтобы обнаружить, что оно выключено на следующий день. Другие мультиметры этого семейства, которые не имеют возможности удаленного управления, отключаются через некоторое время, если их не использовать. Мультиметр имеет индикатор низкого заряда батареи, поэтому вы заранее будете предупреждены о том, что батарея вот-вот разрядится. Недостаток кнопки push-on/push-off в том, что ее можно нажать, когда мультиметр находится в сумке, включив прибор и разрядив аккумулятор. Было бы лучше, чтобы он был утоплен, чтобы избежать непреднамеренного срабатывания.

Удаленное управление RS-232

Tenma 72-7745 поставляется с интерфейсной программой для регистрации данных и графического отображения. Подключение к компьютеру осуществляется кабелем RS232 с обычным разъемом DB9 на одном конце и специальным оптическим разъемом на другом конце. Использование оптического соединения показывает, что конструкторы подумали о том, чтобы заземление мультиметра не соединялось с цифровым заземлением компьютера. При этом мультиметр плавает относительно земли компьютера и, таким образом, избегает соединения с заземлением розетки переменного тока через кабель питания компьютера. Это, в свою очередь, предотвращает возникновение контуров заземления между тестируемым устройством, мультиметром и компьютером.

Я установил программу в среде Windows XP. После установки он отображает пользовательский интерфейс, как на рис. 2. Чтобы начать измерения, все, что мне нужно было сделать, это щелкнуть по COM-соединению.

Программа без задержек переключилась на измерение ВАХ, так как именно это я и тестировал в то время.

На графике показано изменение напряжения на входе мультиметра. Если мультиметр находится в автоматическом режиме, каждый раз, когда он меняет диапазон, он запускает график заново. Измеренные данные также отображаются в таблице, которую можно распечатать или сохранить для дальнейшего использования. Данные могут быть сохранены в виде текстового файла с разделителями табуляции или файла Excel. Таким образом, Tenma 72-7745 может использоваться в качестве регистратора данных для тех, кто хочет выполнять долгосрочные измерения, тем более что можно установить интервал выборки.

Рисунок 2

Программа предлагает другие функции, такие как установка максимальных/минимальных значений, масштабирование, графические страницы и извлечение старых файлов данных.

В целом, Tenma 72-7745 — это высокопроизводительный инструмент для своего класса, соответствующий опубликованным спецификациям.