Как проверить конденсатор мультиметром — проверяем работоспособность пускового конденсатора без выпаивания на плате

Роль электроники в современном мире настолько велика, что ее невозможно переоценить.

Радиоэлектронные устройства содержат множество различных компонентов, выполняющих различные функции. Одним из них является конденсатор.

Содержание

Что такое конденсатор и принцип его работы

Конденсатором называется устройство, состоящее из двух токопроводящих пластин, между которыми существует зазор: воздушный или заполненный диэлектриком.

Такое устройство способно накапливать на пластинах (обычно в технической литературе их называют обкладками) электрический заряд.

К пластинам присоединяются выводы, с помощью которых конденсатор соединяется с другими элементами электронных и электрических схем.

При подключении его к источнику постоянного тока одна из обкладок приобретает положительный заряд, другая – отрицательный.

Процесс заряда сопровождается протеканием зарядного тока, который в начале процесса скачком увеличивается до значения тока короткого замыкания, а в конце спадает до нуля.

Наличие диэлектрика намного увеличивает емкость конденсатора и допустимое напряжение, до которого он может зарядиться без повреждения.

Чем больше емкость и приложенная к выводам разность потенциалов, тем больше величина заряда, сообщаемая конденсатору.

При отключении конденсатора от источника постоянного тока на нем некоторое время сохраняется напряжение, до тех пор, пока не произойдет разряд через внутреннее сопротивление утечки.

Это сопротивление характеризует свойства диэлектрика и может достигать 500 МОм, поэтому при большой емкости заряд сохраняется длительное время – в течение нескольких часов.

При подключении к источнику переменного напряжения происходит периодический перезаряд обкладок с частотой сети. Чем больше частота, тем больше протекающий через конденсатор ток.

Основные параметры конденсаторов:

номинальные напряжения — от одного до тысяч вольт;
емкость — от одной пФ до десятков тысяч мкФ;
отклонения от номинальной емкости (точность) – от 0,005 до -20…+80%.

Типы конденсаторов

В зависимости от назначения, конструкции и применяемых для их производства материалов, они делятся на два основных типа: полярные и неполярные:

Полярные применяют в основном для сглаживания пульсаций напряжения в низкочастотных управляемых и неуправляемых выпрямителях.
Они обладают большой емкостью, но имеют сравнительно низкое допустимое напряжение – до сотен вольт.
Наиболее широко в этом классе распространены электролитические конденсаторы, в профессиональной среде часто называемые просто «электролитами».
Для увеличения емкости их обкладки изготавливаются в виде рулонных электродов большой площади, материалом для которых служит алюминиевая фольга.
Между электродами находится оксидная диэлектрическая пленка и пропитанная электролитом очень тонкая бумажная лента.
Сверху электроды обматываются изолирующей бумагой, скручиваются в рулон и помещаются внутрь цилиндрического алюминиевого корпуса.
Благодаря рулонной конструкции электродов достигается очень высокая удельная емкость.
Подключать электролиты к источнику напряжения нужно соблюдая указанную на их выводах полярность.
В противном случае наступает пробой оксидной пленки и может возникнуть вздутие корпуса, вплоть до взрыва.
На неполярные конденсаторы можно подавать напряжение произвольной формы и полярности.
Сфера их применения очень велика: генераторы частоты, мультивибраторы, высокочастотные фильтры, импульсные устройства, преобразовательные устройства.
Так же их применяют в качестве формирователей импульсов, и для схем задержек электрических сигналов.
В зависимости от применяемого диэлектрика они имеют различные допустимые рабочие напряжения и частоты – до тысяч вольт и десятков ГГц.
В основном это керамические и металлопленочные изделия прямоугольной, дисковой или трубчатой формы.
Очень широко распространены миниатюрные конденсаторы для поверхностного монтажа (бескорпусные), не имеющие прочного защитного корпуса.

Они предназначены для установки только на печатные платы с помощью широких контактных площадок.

Распространенные поломки конденсаторов

Как и любой радиоэлемент, конденсаторы в течение эксплуатации могут выходить из строя из-за различных внутренних повреждений.

Наиболее часто встречаются следующие поломки.

Короткое замыкание обкладок

Возникает при глухом, металлическом пробое диэлектрика.

Причины замыкания:

использование в цепях с повышенным напряжением;
внутренний перегрев, возникающий при протекании токов очень высокой частоты, намного превышающей номинальную;
слишком большие разрядные токи.

Внутренний обрыв

Возникает в результате механических повреждений, вибраций или протекания слишком больших зарядно-разрядных токов через места соединения пластин с выводами.

При обрыве емкость теряется на все 100%.

Частичная потеря емкости

В основном происходит у электролитов после 10 и более лет эксплуатации.

Возникает вследствие высыхания электролитической пропитки. В аудиоаппаратуре часто проявляется как фон в динамиках частотой кратной 50 Гц.

Проверка конденсатора приборами

Проще всего проверить целостность конденсатора измерительными приборами:

Чтобы радиоэлементы, соединенные с исследуемой емкостью в общей схеме не вносили погрешность в измерения, ее нужно отпаять от печатной платы, на которой она установлена.
Если этого не сделать, то может оказаться, что конденсатор шунтируется резисторами, p-n переходами транзисторов, диодов, входными цепями микросхем, катушками индуктивностей и т.д.
А это означает, что результаты измерений будет невозможно оценить.
Для измерения достаточно отпаять хотя бы один вывод.
Сложнее это сделать с бескорпусными элементами из-за их очень маленьких габаритов. Для того чтобы не нарушить монтаж соседних элементов.

Рекомендуется использовать миниатюрные электрические паяльники малой мощности или паяльники, использующие в качестве нагревателя струю нагретого до высокой температуры воздуха.

Внимание! С особой осторожностью нужно освобождать высоковольтные электролитические конденсаторы, использующиеся в сглаживающих фильтрах выпрямителей.

Они могут длительное время сохранять опасный для человека заряд с напряжением 100 – 600 В.

Поэтому перед демонтажем нужно их разрядить изолированной проволочной перемычкой.

Чтобы при этом не было разрядных искр и треска, лучше предварительно припаять к ней разрядный резистор сопротивлением 1 – 5 кОм.

Проверка конденсатора приборами

Для проверки можно использовать различные приборы, для каждого из которых существует своя методика проверки конденсаторов.

Как проверить конденсатор мультиметром

Мультиметр – это комбинированный прибор, который позволяет поочередно производить измерения нескольких электрических величин:

Напряжение постоянного и переменного тока;
Силу постоянного и переменного тока;
Омическое (активное) сопротивление;
Проверку (прозвонку) диодов;
Коэффициента усиления транзисторов;
Температуру с помощью прилагаемой в комплекте с ним термопары;
Емкость;
Частоту тока

Прибор комплектуется двумя изолированными щупами с наконечниками.

На его передней панели находится многопозиционный переключатель диапазонов контролируемых величин. Все входы имеют электронную защиту от перегрузок.

Показания прибора в цифровом виде выводятся на дисплей.

Мультиметры небольшой стоимости поставляются в комплектации, позволяющей контролировать первые 5 из перечисленных параметров.

Порядок проверки:

Вначале проверяется отсутствие внутреннего короткого замыкания. Устанавливается самый большой диапазон измерения сопротивления – вплоть до 200 МОм, если такой предел имеется.

Для униполярных керамических, пленочных, слюдяных и т.д изделий малой емкости величина сопротивления должна быть большая, на дисплее будут индицировать сотни МОм или «1»:

Это означает бесконечно большое сопротивление.
Если оно равно нулю или сотням кОм, то это значит, что диэлектрик пробит или частично потерял изолирующие свойства. Такой конденсатор непригоден к использованию
Проверка на обрыв носит косвенный характер.
Прибор устанавливается в режим прозвонки и подключается к исследуемому конденсатору.
В процессе заряда через него протекает зарядный ток, сопровождаемый характерным зуммером. Время звучания невелико, расслышать зуммер человеческое ухо успевает лишь при емкости от 1 нФ и больше.
Другим способом является контроль целостности с помощью источника переменного тока.
Исследуемый конденсатор присоединяется через последовательный резистор к источнику переменного напряжения, затем измеряется напряжение на резисторе и сравнивается с расчетной величиной.

Рассмотрим пример. Имеется конденсатор КМ-6б-0,47 мкФ, понижающий трансформатор с вторичной обмоткой 24 В и набор резисторов:

Емкость и резистор величиной 10 кОм соединяются последовательно и подключаются к вторичной обмотки трансформатора.
На частоте 50 Гц сопротивление проверяемого конденсатора будет равно примерно 6,8 кОм.
Напряжение на резисторе с учетом фазового сдвига должно быть около 20 В. При обрыве ток в этой цепи отсутствует, и падение напряжения на резисторе равно нулю.

Измерение емкости. Если мультиметр обладает возможностью измерения емкости, то переключателем устанавливается соответствующий предел и производится замер.

Результат индицируется на дисплее. Следует отметить, что мультиметры имеют ограниченные возможности для измерения емкости – обычно от 20 нФ до 200 мкФ, не более.

Как проверить конденсатор тестером (стрелочным прибором)

В цифровых приборах считывание показаний происходит дискретно, через некоторые промежутки времени. Это связано с принципом работы встроенного в них аналого-цифрового преобразователя:

Вследствие этого быстротекущие процессы, такие как зарядка небольшой емкости, не всегда удается заметить – на дисплее высвечивается только конечный результат.
А вот при работе со стрелочным тестером наблюдать процесс зарядки легче: в течение времени заряда стрелка отклоняется плавно, стремясь к установившемуся значению.
Поэтому стрелочные тестеры хотя и имеют меньшую точность, но их использование часто более наглядно и удобно.

Способ проверки конденсатора без выпаивания из схемы

Если выпаять элемент для детальной проверки не удается, то все зависит от схемы, в которой он используется:

Для начала нужно провести тщательный внешний осмотр на предмет отсутствия повреждений, целостности выводов, вздутий, разрывов корпуса, следов копоти и т.д.
Далее можно попытаться проверить конденсатор на внутреннее короткое замыкание.
Если сопротивление окажется подозрительно низким, то это еще не говорит о его неисправности: на результат измерения может оказать сильное влияние шунтирующие низкоомные цепи.
В этом случае можно попробовать подпаять параллельно заведомо исправный конденсатор такого же номинала.
Если результат замера останется приблизительно прежним, то, скорее всего, короткого замыкания нет.
Измерение емкости и проверку на обрыв провести не удастся, из-за влияния остальных элементов схемы.
В любом случае стоит попытаться включить в работу блок с подпаянной емкостью: если он заработает, то дело все-таки в этом элементе.

В общем, какие-либо однозначные рекомендации отсутствуют, многое зависит от опыта настройщика, знания им работы схемы проверяемого блока или платы.

Для проверки конденсаторов и других радиоэлементов необходимо наличие измерительных приборов с широкими возможностями. В первую очередь это цифровые и стрелочные мультиметры.