Как проверить конденсатор мультиметром на исправность
На исправность конденсаторы проверить легко. У меня мультиметр модели Mastech MS8260G, у него есть функция измерения емкости конденсаторов. Правда не всех, у этого прибора ограниченный диапазон измерения емкости. Но некоторые конденсаторы он меряет. Если у Вас есть такой мультиметр, то по маркировке определите его емкость и промеряйте далее конденсатор мультиметром.
Если мультиметр показывает емкость такую же (или с отклонением не более 30 %) от той, какая указана на корпусе, то он исправен. Если проверяете полярный электролитический конденсатор, то при измерении нужно соблюдать полярность.
Если у Вас стрелочный прибор, то проверяем конденсатор так. Переключаем прибор в режим измерения сопротивления. Подсоединив контакты конденсатора к мультиметру, смотрим на поведение стрелки прибора. Желательно под рукой иметь заведомо исправный конденсатор такой же емкости в качестве эталона .Сравнивая поведение стрелки с эталоном получаем результат:
Еще хотелось бы сказать пару слов о другом замечательном приборе, который идеально подходит для определения исправности большинства конденсаторов. Этот прибор является по сути определителем элементов. Это особенно актуально в наше время, когда по внешнему виду уже бывает трудно определить что за деталь в руках.
Прибор этот недорог, но определяет емкости конденсаторов, их ESR, исправность диодов, транзисторов, катушек, тиристоров, стабилизаторов. И резисторов. Множества резисторов. Есть у этого прибора и площадка для проверки SMD элементов.
Работает прибор от батареи типа «Крона». Площадка в которую вставляется деталь зажимается рычажком, который обеспечивает надежный контакт. Я слегка доработал прибор. Во-первых зажим у меня начал изнашиваться — я уже проверил много выпаянных элементов. Требуются длинные выводы, а у выпаянных деталей выводы уже обрезаны, короткие.
Поэтому я купил несколько разноцветных маленьких зажимов типа «крокодил», припаял их на провода, а провода к контактам с обратной стороны зажима на приборе. Стало удобнее проверять детали, я так раскидал целую коробку выпаянных сопротивлений, диодов, конденсаторов по номиналам. Думаю даже подпаять туда пару щупов — как у обычного мультиметра. А зажим использовать стал иногда — для проверки новых купленных деталей.
Во — вторых пока я проверял детали батарейка подсела. Поэтому я решил и здесь ввести усовершенствования. Не выпаивая разъема для «Кроны» я на те же места подпаял блок питания от какого то приборчика напряжением 9 в и 0,5 А. Можно было приделать и штекер, я его не стал искать, припаял напрямую, а чтобы провода не болтались, использовал стяжки и термоклей:
В — третьих прибор выглядел после распаковки посылки очень хрупким. То ли экономят китайцы, то ли не заморачиваются особо на мелочах. Есть сейчас версии этого прибора в корпусе, но люди все равно дорабатывают.
И я поместил его на пластмассовый корпус на саморезы — благо в плате прибора оказались под них отверстия. Осталось еще придумать прозрачную крышку на дисплей, но пока не подобрал подходящую. В итоге у меня получился вот такой девайс. На видео продемонстрирую его возможности по проверке конденсаторов:
Как проверить конденсатор мультиметром?
Современная промышленность выпускает большое разнообразие моделей приборов для измерения электрических параметров – мультиметров. Они бывают как с аналоговой стрелочной индикацией, так и с жидкокристаллическим дисплеем. Приборы с ЖК дисплеем дают более точные измерения и удобны в использовании. Стрелочные индикаторы предпочитают из-за более плавного перемещения стрелки.
Перед проверкой накопителей энергии, их необходимо выпаять из схемы, чтобы избежать влияния на показания других радиотехнических элементов.
Конденсаторы разделяют на полярные и неполярные. К полярным относятся все электролитические. Они включаются в электрическую схему строго с соблюдением полярности. К неполярным – все остальные. Неполярные впаиваются в схему без соблюдения полярности.
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.
Предназначение компонента
Другая ситуация с конденсатором. Конденсатор может только запасать, накапливать электроэнергию. То есть, это не колодец, откуда можно черпать, не особо заботясь о наполнении, а, скорее, ведро. Или цистерна.
А самое главное, чем должно обладать ведро — это «недырявость», целостность. Иначе все, что туда налили, рано или поздно выльется безо всякой пользы.
Имея в электротехнике дело с такой баснословно текучей жидкостью, как электронные заряды, можно себе представить, какова должна быть целостность электрического конденсатора. Потому что мы прекрасно знаем, как недолго может храниться заряд в конденсаторе — он всегда потихонечку да утекает. Даже в таких надежных электрических «емкостях», как МОП-транзисторы с плавающим затвором, из которых делается FLASH-память, все-таки никто не берется гарантировать хранение записанного бита — мизерного по объему заряда! — более 5–7 лет. А уж в мощнейших электролитических конденсаторах, работающих в силовых и мощных радиотехнических схемах, вероятность потери занесенного в него заряда, его утекания через все преграды диэлектриков, возрастает как раз пропорционально емкостям и номиналам напряжений, на которых они используются.
Но, обычно, из конденсатора никто и не делает хранилище. Во всяком случае, достаточно долговременное. Разве что в электрошокерах, которые любят показывать в фильмах про гангстеров. Но и тут ненадолго — до встречи с первым гангстером. Чем ее, электроэнергию, вот так пытаться запасать, лучше бывает заново выработать или взять в готовом виде из линий питающих сетей, которыми пронизана сейчас вся поверхность планеты.
А используются конденсаторы обычно в схемной технике переменного тока или импульсной технике для создания всяких фильтров, контуров, токовых развязок, умножителей или наоборот, стабилизаторов и т.д. Где цикл хранения зарядов сопоставим с временными и частотными параметрами схем и токов, в которых они работают. Поэтому, наряду с прочими характеристиками, спокойно рассматривается в качестве обычной «ток утечки», как раз та самая дырка в ведре, но достаточно маленькая и «узаконенная», даже если прибор самый правильный.
Ну и как проверить конденсатор на работоспособность быстро и недорого? Проверить конденсатор тестером или мультиметром, не добиваясь слишком высокой точности, потому что можно наткнуться как раз на это самое свойство конденсаторов — и в нормальном рабочем состоянии быть «чуть-чуть дырявыми».
Что такое конденсатор и зачем он нужен
Конденсатор — специальное устройство. Он применяется для накопления и последующей передачи энергии в электросетях. Также конденсатор может использоваться для хранения информации и некоторых других функций. Имеет определённую ёмкость и малую проводимость.
Многообразие конденсаторов
В автомобилях конденсаторы встречаются:
- В сабвуферах — используются специализированные конденсаторы;
- В усилителях — аналогично сабвуферам;
- В электросетях — в качестве балласта, ограничивающего ток в электроцепи. Используются диэлектрические конденсаторы;
- В различных электросхемах, например, в блоках управления двигателем, кондиционером и другими устройствами. Здесь используются различные виды конденсаторов;
- В датчиках измерения уровня жидкости — конденсаторы-диэлектрики.
Как проверить керамический конденсатор
Конденсаторы неполярные (керамические, бумажные и т. п.) проверяются мультиметром немного другим способом:
- Прибор настраиваем на измерение сопротивления.
- Выставляем самый максимальный предел измерения.
- Прикасаемся измерительными проводами к контактам, не касаясь их.
Если в результате этих действий на экране прибора величина сопротивления будет больше 2 Мом. – конденсатор исправен. Если полученное показание сопротивления будет меньше 2 Мом. – элемент неисправен (конденсатор пробит или закорочен). Его необходимо заменить исправным.
Помните, что при измерении на максимальных режимах сопротивления, нужно обязательно исключить касание проводящих частей. Связано это с тем, что сопротивление человеческого тела намного меньше сопротивления конденсатора. Это сопротивление и оказывает большое влияние на точность измерения. Тестер не показывает правильные параметры.
Конденсатор и емкость
Конденсаторы используются практически во всех микросхемах и являются частой причиной ее неработоспособности. Так что в случае неисправности устройства следует проверять в первую очередь именно этот элемент.
Виды конденсаторов по типу диэлектрика:
- вакуумные;
- с газообразным диэлектриком;
- с неорганическим диэлектриком;
- с органическим диэлектриком;
- электролитические;
- твердотельные.
Основные неисправности конденсаторов:
- Электрический пробой. Обычно вызван превышением допустимого напряжения.
- Обрыв. Связан с механическими повреждениями, встрясками, вибрациями. Причиной может служить некачественная конструкция и нарушение эксплуатационных условий.
- Повышенные утечки. Сопротивление между обкладками изменяется, и это приводит к низкой емкости конденсатора, которая не способна сохранять заряд.
Все эти причины приводят к тому, кто конденсатор становится непригодным для дальнейшего использования.
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.
Перед проверкой конденсатора
Т.к. конденсаторы накапливают электрический заряд, перед проверкой их следует разряжать. Это можно сделать отверткой – жалом нужно прикоснуться к выводам, чтобы образовалась искра. Затем можно прозванивать компонент. Проверку конденсатора можно сделать как мультитестером, так и при помощи лампочек и проводов. Первый способ является более надежным и дает более точные сведения об электронном элементе.
До начала проверки следует осмотреть конденсатор. Если он имеет трещины, нарушение изоляции, подтеки или вздутие, поврежден внутренний электролит и прибор сломан. Его нужно поменять на работающее устройство. При отсутствии внешних повреждений придется использовать мультиметр.
Перед проведением измерений нужно определить вид конденсатора – полярный или неполярный. У первого обязательно должна соблюдаться полярность, иначе прибор выйдет из строя. Во втором случае определение плюсового и минусового выходов не требуется, но измерения будут проводиться по другой технологии.
Определить полярность можно по метке на корпусе. На детали должна быть черная полоса с обозначением нуля. Со стороны этой ножки расположен отрицательный контакт, а с противоположной – положительный.
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:
Порядок проверки
Некоторые дефекты можно обнаружить и без прибора. Поэтому прежде чем им воспользоваться, необходимо выполнить первые 2 пункта.
Внешний осмотр
Даже небольшое вздутие корпуса – явный признак неисправности. Другие дефекты, которые легко обнаружить визуально:
- появление подтеканий (характерно для «электролитов»);
- изменение окраски корпуса;
- наличие признаков термических воздействий на данном участке (отслоение дорожек, потемнение платы и тому подобное).
Проверка надежности фиксации
Нужно попробовать покачать емкость, если она впаяна в электронную плату. Естественно, аккуратно. При обрыве одной из ножек это сразу почувствуется.
Проверка на сопротивление
Если предстоит работать с «электролитом», то здесь важна его полярность. Плюсовой вывод обозначается на корпусе меткой «+». Поэтому и клеммы прибора присоединяются соответственно. Плюсовая – на «+», минусовая – на «–». Но это для «электролитов». При проверке конденсаторов бумажных, керамических и так далее – без разницы. Предел измерения – максимальный.
Что смотреть? Как движется стрелка. В зависимости от номинала конденсатора она или сразу устремится к «∞», или медленно пойдет к краю шкалы. Но главное – при ее перемещении не должно быть скачков (рывков).
- Если в детали пробой (КЗ), то стрелка останется на нуле.
- При внутреннем обрыве она резко уйдет на «бесконечность».
На емкость
В этом случае понадобится прибор цифровой. Стоит отметить, что не все мультиметры способны провести такое испытание, а если и могут, то результат будет довольно приблизительным. По крайней мере, на изделия «made in China» особо полагаться не стоит.
Как подключать деталь к прибору, написано в его инструкции (раздел «измерение емкости»). Если речь идет об «электролите», то опять-таки – с соблюдением полярности.
Примерно определить соответствие обозначенному на корпусе детали номиналу емкости можно и стрелочным прибором. Если она небольшая, то при проверке на сопротивление стрелка отклоняется достаточно быстро, но не резко. При значительной величине емкости заряд идет медленнее, и это хорошо видно. Но опять-таки, это всего лишь косвенное свидетельство пригодности конденсатора, говорящее о том, что КЗ нет и он берет заряд. Повышенный ток утечки таким способом определить невозможно.
Полезные советы
Если схема дает сбои, то нужно обратить внимание на дату выпуска конденсаторов, стоящих в конкретной цепи. За 5 лет эта радиодеталь «усыхает» примерно на 55 – 75%
На проверку старой емкости тратить время не имеет смысла – лучше сразу менять. Даже если конденсатор в принципе и рабочий, то определенные искажения он уже вносит. Это в первую очередь относится к импульсным схемам, с которыми можно столкнуться, к примеру, при ремонте «сварочника» инверторного типа. А в идеале такие элементы цепи желательно менять раз в пару лет.
Чтобы результаты измерений были максимально точными, перед проверкой емкости в прибор следует поставить «свежую» батарейку.
Конденсатор перед испытанием должен из схемы выпаиваться (или хотя бы одна его ножка). Для больших деталей с подводкой проводов – 1 из них отсоединяется. В противном случае истинного результата не будет. Например, цепь станет «звониться» через другой участок.
В ходе проверки конденсатора нельзя касаться руками его выводов. Например, прижимать щуп к ножкам пальцами. Сопротивление нашего тела – порядка 4 Ом, поэтому так проверять радиодеталь совершенно бессмысленно.
Разновидности
Существует множество типов и разновидностей описываемых устройств. По своим параметрам они делятся по емкостной и полярной характеристике. По емкости их можно разделить на:
- Конденсаторы с постоянной емкостью. Емкость таких элементов постоянна, ее нельзя изменить.
- Переменные. Эти элементы способны менять это значение, если на них воздействует температура, величина электрического напряжения или это делается руками человека. К таким конденсаторам относятся: подстрочные и нелинейные. Подстрочные регулируются вручную. Это необходимо для калибровки параметров оборудования. Емкость нелинейных устройств зависит от напряжения и температуры.
По значению полярности, конденсаторы делятся на:
- Оксидные, полярные или электролитические конденсаторы. Эти элементы имеют анод для хранения положительного электрического заряда и катод, который является диэлектрическим материалом. Для их подключения в цепь необходимо четко соблюдать полярность.
- Неполярные устройства. Не имеют полярности, часто используются для работы при переменном напряжении.
Далее опишем разновидности.
Электролитические
Являются самыми распространенными. Для их работы используется проводник — диэлектрик в виде металлической фольги.
На этом элементе накапливается заряд положительной полярности.
Заряд с отрицательным значением собирается на пластине из сухих веществ или емкости с электролитом.
Бумажные
Еще одна разновидность монтажного элемента. Отличается он наличием бумаги, как материала для диэлектрического разрыва между пластинами из фольги.
У этого устройства есть разновидность с напылением металлического порошка на бумажный диэлектрик. Такие конденсаторы называют металлобумажными. Особенностью подобных элементов является прочный стальной корпус. Подобные устройства используются в приборах с низкой или высокой частотой напряжения.
Керамические
Особый вид элементов, состоящий из нескольких слоев керамических пластин. Керамические конденсаторы при маленьких габаритах способны иметь большую емкость. Также их параметры могут изменяться при смене температуры и напряжений. К этому типу устройств относятся SMD конденсаторы.
Подобные элементы производятся в миниатюрных габаритах, без ножек и электродов. СМД конденсаторы самые дешевые, но эффективные при уменьшении габаритов аппаратуры с сохранением всех параметров необходимой емкости.
Пусковые
Тип постоянных конденсаторов, использующихся для импульсного возбуждения.
Способны выдавать импульсный толчок для пуска электродвигателей, некоторых типов осветительных приборов.
Пленочные
Для накопления напряжения в этих элементах используется пластиковая пленка.
Контактами является также пленка, но только из металлической фольги.
Особенностью устройств является способность работать при температурах до 125 градусов, при этом выдерживать повышенное напряжение с периодическими перепадами в большую сторону.
Полимерные
Еще один тип с особыми характеристиками. В этих элементах используется полимер в качестве диэлектрика. Таким образом удается снизить к нулю утечку тока, понизить сопротивление, но увеличить емкость.
Все описанные типы конденсаторов являются основными и наиболее часто используемыми в промышленности. Далее будет дано описание, как проверить конденсатор мультиметром.
