Прибор для проверки электролитических конденсаторов. Проверка электролитических конденсаторов: методы и особенности измерения

Как правильно проверить электролитический конденсатор. Какие существуют методы измерения емкости и других параметров. На что обратить внимание при диагностике электролитов. Какие приборы лучше использовать для тестирования.

Особенности конструкции и работы электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют ряд важных особенностей, которые необходимо учитывать при их проверке:

• Большая емкость при малых габаритах за счет использования тонкого диэлектрического слоя
• Полярность — необходимо соблюдать правильное подключение выводов
• Наличие жидкого или твердого электролита внутри корпуса
• Зависимость параметров от частоты и температуры
• Склонность к деградации со временем, особенно при высоких температурах

Все эти факторы влияют на методы тестирования электролитических конденсаторов и интерпретацию результатов измерений.

Основные параметры для проверки электролитических конденсаторов

При диагностике электролитических конденсаторов измеряют следующие ключевые параметры:

• Емкость — соответствие номинальному значению
• Ток утечки — не должен превышать допустимых значений
• ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) — важный показатель качества
• Полярность — правильность подключения выводов
• Внешний вид — отсутствие вздутий, подтеков электролита и других повреждений

Комплексная проверка по всем этим параметрам позволяет достоверно оценить состояние электролитического конденсатора.

Измерение емкости электролитических конденсаторов

Для измерения емкости электролитических конденсаторов используют следующие методы:

1. С помощью специализированного измерителя RLC или ESR-метра
2. Цифровым мультиметром со встроенной функцией измерения емкости
3. Методом заряда-разряда с использованием источника питания и осциллографа
4. Косвенным методом по постоянной времени RC-цепи

Наиболее точные результаты дает измерение специализированными приборами на частоте, соответствующей реальным условиям работы конденсатора.

Проверка тока утечки электролитических конденсаторов

Ток утечки — важный параметр, характеризующий качество диэлектрика конденсатора. Для его проверки:

• Подключают конденсатор к источнику постоянного напряжения через микроамперметр
• Напряжение устанавливают равным номинальному для данного конденсатора
• Измеряют установившееся значение тока через 1-2 минуты
• Сравнивают измеренный ток с допустимыми значениями по даташиту

Повышенный ток утечки свидетельствует о деградации диэлектрика и возможном выходе конденсатора из строя в ближайшее время.

Измерение ESR электролитических конденсаторов

ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) — один из важнейших параметров качества электролитических конденсаторов. Для его измерения применяют:

• Специализированные ESR-метры
• RLC-метры с функцией измерения ESR
• Косвенные методы с использованием генератора и осциллографа

Повышенное значение ESR приводит к перегреву конденсатора и снижению его фильтрующих свойств. Поэтому контроль ESR особенно важен для конденсаторов в импульсных источниках питания.

Визуальный осмотр электролитических конденсаторов

Внешний осмотр позволяет выявить явные признаки неисправности электролитических конденсаторов:

• Вздутие или деформация корпуса
• Подтеки или выступание электролита
• Изменение цвета или обесцвечивание корпуса
• Оплавление или обугливание выводов
• Механические повреждения корпуса или выводов

При обнаружении любого из этих признаков конденсатор следует заменить, даже если электрические параметры еще в норме.

Особенности проверки малогабаритных электролитических конденсаторов

При тестировании миниатюрных электролитических конденсаторов необходимо учитывать ряд нюансов:

• Малая емкость затрудняет точное измерение обычными мультиметрами
• Короткие выводы усложняют подключение измерительных приборов
• Низкое рабочее напряжение требует аккуратности при подаче тестового сигнала
• Чувствительность к перегреву при пайке и измерениях

Для проверки таких конденсаторов лучше использовать специализированные приборы с малыми измерительными токами и точными щупами.

Диагностика электролитических конденсаторов в составе устройства

Проверка электролитических конденсаторов без выпаивания из платы имеет свои особенности:

• Необходимо учитывать влияние параллельно подключенных компонентов
• Измерение емкости затруднено из-за шунтирующего действия схемы
• ESR можно измерить только специальными приборами
• Ток утечки измерить практически невозможно
• Визуальный контроль ограничен доступными для осмотра поверхностями

В большинстве случаев для полноценной диагностики электролитические конденсаторы все же требуется выпаивать из платы.

Устройство для проверки электролитических конденсаторов

Предлагаемое устройство для проверки электролитических конденсаторов на ESR содержит минимум деталей и, несмотря на внешнюю похожесть схемы на ранее опубликованные, имеет, на мой взгляд, лучшие характеристики. Диапазон измеряемых сопротивлений(1 — 6) Ом. Шкала, практически, линейна и прямая, т. е. нуль — слева. Питание от двух никель-кадмиевых аккумуляторов, ток потребления — (0.3 — 0.7) мА.

Схема состоит из задающего генератора частотой около 70 кГц, выполненного на мс 561ЛН2, трансформатора и измерительной головки с выпрямителем.Трансформатор подключен параллельно генератору, шунтирован относительно низким сопротивлением последнего. Индуктивность первичной обмотки трансформатора достаточно велика. Все эти факторы избавляют схему от паразитных резонансов при проведении измерений. В качестве трансформатора использован ТМС 15 (видимо, от какого-то старого телевизора). Его первичная обмотка имеет индуктивность 45 мГн, сопротивление — 14 Ом. Из двух других обмоток, используется меньшая, индуктивностью 0.11 мГн. Кстати, использование большей обмотки позволяет легко сместить диапазон измеряемых сопротивлений в большую сторону. Выпрямляющий диод работает при напряжении около 2-х вольт, что делает шкалу, практически, линейной. Выпрямляющий диод должен быть импульсным (высокая частота) и высоковольтным (чтобы не пробило при подключении заряженного конденсатора).

Подключать параллельно головке конденсатор не следует, т.к. он будет заряжаться от пиков напряжения, возникающих на фронтах напряжения генератора. Настройка заключается в установке частоты ( ок. 70 кГц ) и установке стрелки в конец шкалы при разомкнутых щупах. Частота генератора сильно зависит от напряжения питания, однако аккумуляторы очень стабильно держат напряжение почти до полного разряда. Щупы — 20 см.

Дополнение:

Этот прибор был повторён во множестве экземпляров и зарекомендовал себя с самой лучшей стороны. При повторении прибора были опробованы некоторые изменения, о которых ниже.

1. Некоторые трудности при изготовлении прибора были связаны с типом применённого трансформатора. На этом месте хорошо работает любой трансформатор с индуктивностью первичной обмотки не менее 10 мГн и коэффициентом трансформации 20 — 40. Очень удобно использовать переходной трансформатор от компьютерного блока питания на микросхемеTL — 494. Его первичная обмотка имеет вывод от средней точки(не используется). Величина индуктивности 15 — 20 мГн. У одной из двух вторичных обмоток есть отвод от очень малого числа витков(эта обмотка имеет три вывода). Так вот, в качестве вторичной обмотки в данном приборе, использовать эту малую часть. 

2. Для питания прибора удобно использовать (если собирать в миниатюрном корпусе) 3-х вольтовую литиевую батарейку типа CR2032 (стоят на материнских платах, например). Для повышения разрешения прибора при измерении маленьких (менее 0.15 Ом) величин ESR, можно заменить диод ВА 159 на диод Шоттки(1N5819) и увеличить напряжение питания до 4.5 — 5 вольт. Потребляемый ток при этом возрастёт до 2-3 мА.

3. Прибор удобно собирать в корпусе от дешёвого китайского тестера. Головка тестера имеет ток полного отклонения 50 мкА, поэтому, последовательно с ней нужно будет включить резистор, величиной несколько килоом (см. ниже). Можно собрать и как приставку к тестеру. Использовать предел 0.5 вольта или 50 мкА.

4.Если есть необходимость в более длинных(40 — 50 см) щупах, то их следует выполнить как витые щупы из четырёх проводов. Два по два провода (диаметр в изоляции около одного мм) свиваются между собой, а потом две косички свиваются между собой и соединяются параллельно. При длине 40 см, вносимая погрешность — около 0.1Ом.

5.Прибор практически не чувствителен к заряженным конденсаторам, но наличие двух встречно-параллельно включенных диодов параллельно щупам, не повредит.

Настройка

Установить частоту около 70-и килогерц. Замкнуть щупы между собой. Резистор, включенный последовательно с микроамперметром поставить в положение минимального сопротивления. Вращением движка резистора, через который напряжение генератора подаётся на измерительную часть, добиться отклонения стрелки вправо от нуля на 3-5 делений(при 50-и делениях шкалы). Разомкнуть щупы и резистором, включенным последовательно с микроамперметром, поставить стрелку чуть правее 50-го деления шкалы. После этого, можно градуировать.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
DD1-DD3	Микросхема	К561ЛН2	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD1	Выпрямительный диод	BA159	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD2, VD3	Выпрямительный диод	1N4007	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Конденсатор	620 пФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Конденсатор	0. 1 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Конденсатор	1 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Резистор	470 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Подстроечный резистор	1 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Подстроечный резистор	5 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Резистор	8.2 кОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
РА1	Микроамперметр	50 мкА	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
TV1	Трансформатор		1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Выключатель		1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Батарея питания	2. 6 В	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Измеритель емкости электролитических конденсаторов в категории «Контрольно-измерительные приборы»

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ И ESR электролитических конденсаторов ESR-micro v4.3S

Доставка по Украине

2 940 грн

Купить

Измеритель емкости конденсаторов Digital DMM6013 с подсветкой

Заканчивается

Доставка по Украине

582 грн

Купить

Измеритель емкости конденсаторов СМ7115А

Заканчивается

Доставка по Украине

800 грн

Купить

Измеритель емкости конденсаторов Digital DT-7115

Доставка из г. Харьков

565 грн

Купить

Измеритель емкости конденсаторов СМ7115А

Доставка по Украине

760 грн

Купить

Измеритель емкости конденсаторов CM7115A

Доставка по Украине

674 грн

Купить

Набор электролитических конденсаторов 120 шт. (Комплект 1мкФ — 470мкФ)

На складе в г. Вознесенск

Доставка по Украине

88 грн

Купить

СМ7115А Измеритель емкости конденсаторов

Доставка из г. Киев

656.50 грн

Купить

Вимірювач ємності конденсаторів СМ7115А

Доставка по Украине

750 грн

Купить

C-ESRV3.1 измеритель ESR конденсаторов и емкости

Доставка по Украине

830.56 грн

747.50 грн

Купить

Измеритель емкости конденсаторов СМ7115А

Доставка из г. Киев

720 грн

Купить

Электролитический конденсатор емкость 10000 мкФ 63 В

На складе в г. Кривой Рог

Доставка по Украине

177 грн

Купить

17-05-008. Измеритель емкости конденсаторов СМ7115А

На складе в г. Киев

Доставка по Украине

753.95 грн

Купить

Набор электролитических конденсаторов 115 шт. (Номинал 0,22мкФ — 470мкФ)

На складе в г. Вознесенск

Доставка по Украине

88 грн

Купить

Мультиметр универсальный UNI-T UT-601, измеритель емкости конденсаторов и сопротивления (made in EC)

Недоступен

1 130 грн

Смотреть

Смотрите также

Измеритель емкости конденсаторов СМ7115А

Недоступен

800 грн

Смотреть

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ И ESR электролитических конденсаторов ESR-micro v4.2

Недоступен

2 310 грн

Смотреть

Измеритель емкости конденсаторов мультиметр

Недоступен

889 грн

Смотреть

Электролитический конденсатор емкость 10000 мкФ 50 В

Недоступен

105 грн

Смотреть

Измеритель конденсаторов CM 9601A мультиметр Прибор для измерения емкости конденсаторов

Недоступен

810 грн

Смотреть

Электролитический конденсатор емкость 22000 мкФ 50 В

Недоступен

221 грн

Смотреть

Измеритель емкости конденсаторов Digital DMM 6013L

Недоступен

497 грн

Смотреть

Мультиметр цифровой UNI-T UT-890D, тестер юнит, вольтметр, измеритель емкости конденсаторов

Недоступен

918 грн

Смотреть

Измеритель конденсаторов CM 9601A мультиметр (op)

Недоступен

832 грн

Смотреть

Мега Тестер LCR-T4 російська прошивка ver1. 15UA RLC, ESR-метр, тестер диодов, транзисторов

Недоступен

495 грн

Смотреть

Мультиметр цифровой UNI-T UT-601, измеритель емкости конденсаторов и сопротивления с защитой

Недоступен

1 265 грн

Смотреть

Мега Тестер LCR-T4 УКРАЇНСЬКА прошивка ver1.15UA RLC, ESR-метр, тестер диодов, транзисторов

Недоступен

495 грн

Смотреть

Набор конденсаторов электролитических 505 шт. (Комплект 1мкФ — 2200мкФ)

Недоступен

395 грн

Смотреть

Как измерять электролитические конденсаторы

Часто используются электролитические конденсаторы, поскольку они обеспечивают относительно большие значения емкости в физически маленьком корпусе. Компактная упаковка возможна, потому что они используют тонкий диэлектрический слой в сочетании с процессом травления или спекания, который значительно увеличивает площадь пластин и связанную с ними емкость.

Большинство конденсаторов имеют две проводящие пластины, разделенные диэлектрическим слоем. (Редко конденсаторы состоят из трех и более пластин, а также существует такое понятие, как собственная емкость.) Емкость является неотъемлемым свойством устройства, электронного оборудования или системы связи или распределения электроэнергии. Емкость обычно не меняется, за исключением варактора, переменного конденсатора или вследствие старения или отказа компонентов. В частности, в отличие от емкостного реактивного сопротивления, которое зависит от частоты, емкость постоянна независимо от электрического окружения.

Конденсаторы изготавливаются с соответствующими допусками и имеют маркировку или цветовую кодировку с указанием емкости и рабочего напряжения. Однако полезно взглянуть на уравнение:

C = ε _r ε ₀ A/d

, где C — емкость в фарадах; А — площадь нахлеста двух плит в квадратных метрах; ε _r — диэлектрическая проницаемость материала между пластинами, безразмерная; ε ₀ – электрическая постоянная, фарад/метр; d — расстояние между пластинами в метрах.

Как видите, определяющими показателями являются площадь пластины, расстояние между пластинами и диэлектрическая проницаемость материала, образующего диэлектрический слой между пластинами. Этот материал является не просто изолятором, предохраняющим пластины от короткого замыкания. Кроме того, он поддерживает близкое расстояние между пластинами, а также является средой, удерживающей электрический заряд, который является сущностью емкости.

Конструкция алюминиевого электролитического конденсатора с нетвердым электролитом, как описано в Википедии.

Электролитический конденсатор сложнее других типов. Внутренняя пластина и специальная диэлектрическая структура делают возможной гораздо более высокую емкость в относительно небольшом корпусе. Вместо простого расположения двух параллельных пластин и диэлектрической полосы, обернутой для образования цилиндра, снабженного осевыми выводами, электролит не имеет диэлектрического слоя до тех пор, пока не будет приложено формирующее напряжение, после чего он создается в электрохимическом процессе.

Этот диэлектрический слой намного тоньше, чем это возможно при использовании традиционных технологий производства, что позволяет использовать емкости в диапазоне микрофарад.

Электролитические конденсаторы существуют в многочисленных вариантах, в основном алюминиевые, танталовые и ниобиевые электролитические. Каждый из них доступен либо в твердой, либо в нетвердой конфигурации. Нетвердый тип используется почти исключительно в невоенных целях из-за его умеренной стоимости.

В обычных алюминиевых электролитических конденсаторах в качестве анода используется протравленная алюминиевая фольга. Образующийся диэлектрический слой представляет собой оксид алюминия. Целью травления является создание шероховатой поверхности с большей площадью поверхности, что приводит к большей площади пластины и, следовательно, к более высокой емкости. Как правило, путь к большей емкости электролитического конденсатора двоякий: большая площадь пластины, создаваемая спеканием или травлением, и более тонкий диэлектрический слой.

Отличительными качествами танталовых конденсаторов являются их малые размеры и вес в сочетании с исключительно высокой емкостью. Как и другие электролиты, танталовый конденсатор производится путем приложения формирующего напряжения к аноду. Твердоэлектролитные танталовые конденсаторы появились в 1950-х годах, когда транзисторы стали доминировать практически во всем электронном оборудовании. Танталовый конденсатор хорошо подходил для этих приложений из-за его небольшого размера и высокой емкости, но проблема возникла, когда цены на металлический тантал резко возросли в 2000 году. Промышленность отреагировала на это разработкой ниобиевого электролитического конденсатора, в котором использовался электролит из диоксида марганца.

Япония в 1980-х годах была ареной важных разработок нетвердых электролитических конденсаторов, внедрения электролита на водной основе для алюминиевых электролитических конденсаторов. Это усовершенствование позволило использовать более проводящий электролит. К сожалению, рынок наводнили некачественные пиратские устройства, и было много случаев взрыва конденсаторов блока питания в компьютерах и других устройствах.

Большинство электролитических конденсаторов являются поляризованными устройствами, что означает, что они не допускают обратной полярности. Анодное напряжение должно быть положительным по отношению к катоду. Твердотельные танталовые конденсаторы могут выдерживать обратную поляризацию в течение короткого времени, но только при небольшом проценте от полного номинального напряжения.

Некоторые электролитические конденсаторы предназначены для биполярной работы. Эти конденсаторы состоят из двух анодных пластин, соединенных в обратной полярности. В последовательных частях цикла переменного тока один оксид действует как блокирующий диэлектрик. Это предотвращает разрушение противоположного электролита обратным током.

Одним из особых свойств электролитического конденсатора является то, что электролит также служит катодом. Этот электролит плотно прилегает к шероховатой поверхности анода. Он отделен только чрезвычайно тонким диэлектрическим слоем, что объясняет высокую емкость в относительно небольшом корпусе.

Следует подчеркнуть, что при работе с электронным оборудованием, содержащим один или несколько электролитических конденсаторов, необходимо тщательно разрядить устройство (устройства), прежде чем прикасаться к какой-либо части схемы. Это связано с тем, что электролитические конденсаторы часто сохраняют потенциально смертельное напряжение еще долгое время после отключения оборудования. Шунтирование устройства с помощью отвертки не рекомендуется по целому ряду причин, включая тот факт, что внезапный сильноточный разряд может пробить диэлектрический слой и разрушить компонент.

Предпочтительным методом разрядки является использование мощного резистора с низким сопротивлением, оснащенного изолированными зажимами типа «крокодил». При выполнении такой работы рекомендуется надевать высоковольтные перчатки коммунальных служб (доступны на Amazon. com примерно за 40 долларов США) в качестве дополнительной защиты.

Электролитические конденсаторы хорошо работают, когда требуется высокая емкость и рабочее напряжение стандартного уровня. Они часто находят применение в цепях питания, а когда блок питания выходит из строя, то обычно виноват электролитический конденсатор. К счастью, электролитические крышки легко диагностировать. Всякий раз, когда видно, что электролитический конденсатор протекает или вздувается, отказ неизбежен, если он еще не произошел.

Электролитические конденсаторы могут выйти из строя одним из двух основных способов: обрывом или коротким замыканием. В электролите, который не открылся, емкость уменьшается до небольшого значения из-за высыхания электролита. Короткое замыкание электролита приведет к перегоранию предохранителя источника питания, если он есть в оборудовании.

Кроме того, электролитические крышки печально известны тем, что с течением времени у них появляется последовательное сопротивление, особенно при длительной работе при высокой температуре. Это сопротивление называется ESR для эффективного последовательного сопротивления. Трудно проверить высокое СОЭ с помощью простого оборудования. В блоке питания высокое ESR будет проявляться в виде больших пульсаций, хотя конденсатор будет хорошо тестироваться на простом оборудовании.

Существует два основных способа проверки конденсаторов: с помощью измерителя LCR или с помощью цифрового вольтметра.

Многие LCR-метры применяют выход источника сигнала через резистор источника к неизвестному устройству Z _X и резистору диапазона R _r . Усилитель заставляет тот же ток, который протекает через неизвестное устройство, течь через R _r , приводя к 0 В на соединении неизвестного устройства и R _r . Напряжения V ₁ и V ₂ через
устройство и через R _р р соответственно подключаются к селекторному переключателю. Выход коммутатора подключен к дифференциальному усилителю. Действительные и мнимые составляющие сигналов напряжения и тока получаются путем умножения
этих напряжений на прямоугольную волну, когерентную стимулу (в фазовом детекторе). Это дает выход, пропорциональный
синфазной или квадратурной составляющей напряжения. Выход поступает на аналого-цифровой преобразователь с двойным наклоном, который считывает микроконтроллер. Комплексное отношение напряжения к току равно комплексу
импеданс. Другие параметры, такие как L и C, математически выводятся из скорректированного значения импеданса
.

Измеритель LCR подает на конденсатор синусоидальное возбуждение некоторой выбираемой частоты, затем измеряет напряжение на конденсаторе и ток через него. Из них можно рассчитать емкость. Настольные измерители LCR могут иметь специальные настройки, такие как постоянное напряжение смещения, постоянный ток смещения и возможность свипирования частоты, на которой проводятся измерения. Электролитические крышки необходимо тестировать с частотой, с которой они будут работать в конечном приложении. Это связано с тем, что их емкость несколько зависит от частоты. Общие частоты измерения LCR: 50/60 Гц, 120 Гц, 1 кГц, 100 кГц и 1 МГц. Большинство измерителей LCR сегодня используют тестовый сигнал переменного тока в диапазоне частот от 10 Гц до 2 МГц.

Измерители LCR также могут быть настроены на применение различных уровней сигнала к тестируемой крышке. Это полезно, потому что электролитические конденсаторы следует тестировать при напряжении, которое они увидят в реальных условиях. В связи с тем, что электролиты часто находят применение в цепях электропитания, приложенное напряжение может составлять порядка сотен вольт.

DVM можно использовать для проверки электролитических крышек, если измеритель LCR недоступен. Некоторые модели DM имеют настройку для измерения емкости. При настройке измерения емкости цифровой вольтметр использует концепцию RC постоянная времени для измерения емкости. Измеритель подает известный ток через известное сопротивление на конденсатор и измеряет, сколько времени требуется для увеличения напряжения на конденсаторе. Затем счетчик вычисляет C из отношения постоянной времени.

Однако следует отметить, что измерение емкости DVM происходит на одной частоте, которая не обязательно является частотой, на которой крышка будет работать. И измерение емкости DVM не будет происходить при относительно высоких напряжениях, которые обычно воспринимают электролитические конденсаторы.

Также можно проверить электролитические крышки с помощью цифрового вольтметра, в котором отсутствует настройка измерения емкости. В этой процедуре используется тот же расчет постоянной времени RC для вычисления емкости, что и в счетчиках, содержащих настройку емкости. Отличие в том, что оператор производит измерение, а расчет делает вручную.

Одно из преимуществ ручного тестирования конденсаторов таким образом заключается в том, что измерение можно настроить на высокое напряжение, которое крышка увидит в реальной жизни. Но будьте осторожны: во время высоковольтных испытаний оператор находится рядом с высоковольтным источником питания и его выходными клеммами. Поэтому необходима осторожность.

Входное сопротивление DVM обычно находится в диапазоне 10 МОм. Для тестирования конденсаторов лучше всего использовать регулируемый источник питания. Если он установлен на 400 В, DVM будет настроен на диапазон 500 В. (Напомним, что сопротивление цифрового вольтметра изменяется в зависимости от положения переключателя диапазонов. Измерительный прибор всегда должен быть установлен на диапазон, превышающий напряжение источника питания, поэтому, если конденсатор закорочен, измеритель не будет поврежден.)

Проверяемый конденсатор подключается от положительного вывода источника питания к положительному выводу цифрового мультиметра (соблюдайте полярность, указанную на крышке). Минусовые клеммы питания и DVM соединяются напрямую друг с другом. Затем подключите резистор 220 кОм мощностью 2 Вт параллельно измерителю, установив измеритель на соответствующий диапазон, как описано выше. Включите питание. Счетчик покажет высокое напряжение в течение короткого времени, но показание быстро снизится до нуля.

Время возврата к нулю составляет около восьми постоянных времени. Одна постоянная времени в секундах равна R в омах, умноженных на C в фарадах. Если вы используете измеритель с входным сопротивлением 10 МОм и тестируете конденсатор 0,1 мкФ, постоянная времени составляет одну секунду. Если конденсатор исправен, счетчик должен показать ноль через восемь секунд.

Если вы тестируете электролитический конденсатор, рассчитайте постоянную времени, умножив 220 кОм на емкость в фарадах.

Если крышка полностью закорочена, прибор считывает выходное напряжение источника питания и остается там. Более вероятным исходом является то, что крышка негерметична. В этом случае счетчик будет подниматься вверх и падать, но не до нуля. При использовании измерителя на 10 МОм ток утечки в микроамперах определяется как I = V/10.

Если измеритель не показывает высокий всплеск, это означает, что либо конденсатор открыт, либо емкость слишком мала, чтобы вызвать заметный всплеск. Конденсаторы в диапазоне от 0,01 до 0,0025 мкФ являются примерно наименьшими, которые дадут всплеск в зависимости от скорости отклика измерителя.

Если в этом режиме тестирования конденсатор кажется немного теплым, он теплый снаружи и горячий внутри. Нагрев происходит из-за тока утечки конденсатора. Если ток утечки достаточен для нагрева конденсатора в этих условиях, вероятно, повреждена крышка. Лучше не использовать конденсатор с такой величиной утечки.

Огромные неполяризованные алюминиевые электролитические конденсаторы с металлической пленкой используются для коррекции коэффициента мощности, когда ток отстает от напряжения из-за распространения нелинейных нагрузок. Поскольку нагрузки обычно включаются и выключаются по мере необходимости, коэффициент мощности часто меняется. Это особенно актуально для крупного объекта, где имеется множество мощных асинхронных двигателей, большое количество мощных флуоресцентных ламп и обширная обработка данных. В этом заключается смысл автоматической коррекции коэффициента мощности. Он состоит из батареи конденсаторов, которые могут переключаться по отдельности с помощью контакторов. Регулятор контролирует как коэффициент мощности, так и общую подключенную нагрузку и подключает конденсаторы по мере необходимости, чтобы поддерживать коэффициент мощности выше заданного уровня.

Другим применением электролитических конденсаторов является сглаживание входных и выходных сигналов, если интересующая форма волны представляет собой сильный сигнал постоянного тока со слабой составляющей переменного тока. Но следует подчеркнуть, что некоторые электролитические конденсаторы не подходят для высокочастотных цепей из-за мощности, рассеиваемой на паразитном внутреннем сопротивлении, известном как эквивалентное последовательное сопротивление (ESR).
Электролитические конденсаторы также широко используются в качестве фильтров в высококачественном аудиооборудовании для уменьшения 60-герцового шума от сети.

Интересной характеристикой электролитических конденсаторов является то, что они могут иметь ограниченный срок годности, часто всего несколько месяцев. Если оставить его вне цепи, оксидный слой ухудшится. Хорошая новость заключается в том, что его можно омолодить, подав на конденсатор постоянное, медленно возрастающее напряжение постоянного тока.

Как проверить конденсатор с помощью мультиметра

Рис. 1: Мультиметр

Мультиметр — это универсальное устройство, используемое для измерения напряжения, силы тока, сопротивления и других проверок электрических цепей, таких как непрерывность и температура. Эти измерения используются для широкого спектра приложений, таких как проверка конденсатора на возможные неисправности. Мультиметр можно использовать разными способами для проверки сомнительного конденсатора, тем самым выявляя причину ошибки в электронной плате. Ниже приведено полное руководство по использованию мультиметра для проверки конденсатора.

Чтобы узнать больше о мультиметрах, прочитайте наше руководство по мультиметрам. Вы также можете узнать, как проверить аккумулятор с помощью мультиметра, в нашей технической статье.

Содержание

• Метод 1: Использование режима измерения емкости на мультиметре
• Метод 2: используйте режим сопротивления (Ом) на мультиметре
• Метод 3: Используйте простой вольтметр для проверки конденсатора
• Метод 4: Используйте режим проверки целостности мультиметра для проверки конденсатора
• Метод 5: Используйте параметр постоянной времени для проверки конденсатора
• Способ 6: Визуально проверьте конденсатор на наличие неисправностей
• Метод 7: Традиционный метод проверки конденсатора

Посмотрите наш онлайн-выбор токоизмерительных клещей и мультиметров!

• Токоизмерительные клещи

• мультиметры

Способ 1. Используйте режим измерения емкости на мультиметре

Большинство цифровых мультиметров имеют встроенный режим проверки емкости конденсатора, как показано на рис. 2 (обратите внимание на символ конденсатора). Это наиболее распространенный метод проверки конденсатора. Конденсатор можно проверить на работоспособность напрямую, войдя в режим измерения емкости в мультиметре и выполнив следующие действия:

1. Снимите проверяемый конденсатор с электрической платы.
2. Полностью разрядите конденсатор, подключив его к резистору, а затем извлеките конденсатор для проверки.
3. Подсоедините выводы конденсатора к выводам щупа (положительный вывод конденсатора к красному щупу, а отрицательный вывод конденсатора к черному щупу мультиметра). В типичном полярном конденсаторе более длинный вывод является положительным выводом, а более короткий вывод — отрицательным выводом.
4. Вращением ручки выбора мультиметра выберите режим измерения емкости.
5. Запишите значение на панели дисплея и сравните его со значением, указанным на корпусе конденсатора, чтобы проверить наличие неисправностей.
6. Некоторое отклонение от фактического значения допустимо (обычно в пределах допустимого диапазона 10–20 %), но если отображаемое значение очень высокое или очень низкое по сравнению с фактическим значением, конденсатор может быть неисправен и его необходимо заменить.

Рисунок 2: Режим измерения емкости (C) в мультиметре

Метод 2: использование мультиметра в режиме сопротивления (Ом)

Мультиметр в режиме сопротивления можно использовать для проверки исправности конденсатора. Основной используемый принцип заключается в способности конденсатора заряжаться, когда ток течет по его выводам. Для проверки конденсатора в режиме сопротивления выполните следующие действия:

1. Снимите проверяемый конденсатор с электрощита.
2. Полностью разрядите конденсатор, подключив его к резистору, а затем извлеките конденсатор для проверки.
3. Поверните ручку выбора и выберите значение в диапазоне Ом, например 1 кОм.
4. Подсоедините выводы щупов мультиметра к положительной и отрицательной клеммам проверяемого конденсатора. Через конденсатор протекает ток, и конденсатор начинает заряжаться.
5. В случае цифрового мультиметра на панели дисплея появится ряд значений, увеличивающихся по порядку и, наконец, достигающих бесконечности.
   1. Если отображаемые значения увеличиваются с очень низкого значения и приближаются к бесконечности, это показывает действие заряда конденсатора, гарантируя, что конденсатор работает нормально.
   2. Отображаемое постоянное очень низкое значение указывает на короткое замыкание конденсатора, а постоянное очень высокое значение указывает на то, что конденсатор ОТКРЫТ и может быть заменен в обоих случаях.
6. В случае аналогового мультиметра:
   1. Если стрелка указывает на очень низкое значение и движется к высокому значению (показывая зарядное действие конденсатора), конденсатор работает нормально.
   2. Если стрелка застряла на очень низком значении, возможно, в конденсаторе КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, а если она застряла на очень высоком значении, возможно, конденсатор ОТКРЫТ и его необходимо заменить в обоих случаях.

Метод 3: Используйте простой вольтметр для проверки конденсатора

Чтобы проверить конденсатор с помощью функции вольтметра мультиметра, выполните следующие действия:

1. Обратите внимание на максимально допустимое напряжение на конденсаторе (35 вольт, как в случае конденсатора на рисунке 3).
2. Зарядите конденсатор до напряжения, меньшего, чем максимальное напряжение, допустимое для источника напряжения (например, 3 вольта в случае конденсатора, показанного на рис. 3, вполне подойдет). Убедитесь, что положительная клемма аккумулятора подключена к более длинной клемме конденсатора, а отрицательная клемма — к более короткой клемме конденсатора.
3. Подсоедините выводы конденсатора к щупам мультиметра (положительный вывод к красному и отрицательный к черному щупу соответственно).
4. Сдвиньте ручку мультиметра и выберите диапазон напряжения постоянного тока. Если отображаемое значение совпадает с напряжением, до которого заряжен конденсатор, конденсатор работает нормально, в противном случае он неисправен.
5. Измерение должно быть выполнено быстро, иначе конденсатор начнет разряжаться, что приведет к ошибочным показаниям мультиметра.

Рис. 3. Номинальное напряжение на конденсаторе (А)

Метод 4. Проверка конденсатора в режиме прозвонки мультиметра

Конденсатор можно проверить на прозвонку с помощью цифрового или аналогового мультиметра, следуя приведенным инструкциям. ниже:

1. Снимите конденсатор, подлежащий проверке, с электрической платы.
2. Полностью разрядите конденсатор, подключив его к резистору, а затем извлеките конденсатор для проверки.
3. Подсоедините выводы конденсатора к щупам мультиметра (положительный вывод к красному и отрицательный к черному щупу соответственно).
4. Поверните ручку мультиметра и выберите опцию проверки непрерывности (выберите символ, показывающий распространяющуюся волну).
5. Если прибор издает непрерывный звуковой сигнал (или загорается светодиод), это означает короткое замыкание в конденсаторе.
6. Если измеритель не издает звуковой сигнал, это означает, что конденсатор ОТКРЫТ.
7. Если измеритель сначала издает звуковой сигнал (или включает светодиод), а затем постепенно прекращает работу, это означает, что конденсатор находится в хорошем состоянии.

Метод 5: Используйте параметр постоянной времени для проверки конденсатора

Постоянная времени цепи — это время, необходимое конденсатору для зарядки до 63,2% приложенного напряжения через известный резистор, и оно рассчитывается по формуле: Τ=RC

Где:

• Τ: Постоянная времени цепи, обычно обозначаемая греческой буквой тау
• R: Известное сопротивление
• C: Значение емкости присутствует в цепи

Например, если к последовательной комбинации резистора и конденсатора приложено напряжение 10 В, постоянная времени — это время, за которое емкость заряжается до 63,2 % от 10 В, что составляет 6,32 В. С помощью секундомера измерьте время, необходимое конденсатору для зарядки до этого напряжения (которое является постоянной времени цепи). Если сопротивление резистора равно 100 Ом, уравнение для постоянной времени можно использовать для получения значения конденсатора, используемого в цепи.

Чтобы определить, неисправен ли конденсатор или нет, используя в качестве параметра постоянную времени, выполните следующие действия:

1. Снимите проверяемый конденсатор с электрической платы.
2. Полностью разрядите конденсатор, подключив его к резистору, а затем извлеките конденсатор для проверки.
3. Подключите последовательно конденсатор с известным значением сопротивления.
4. Подсоедините концы конденсатора к щупам мультиметра и установите ручку для измерения постоянного напряжения.
5. Подайте известное напряжение (например, 10 В) на последовательное соединение.
6. Обратите внимание на отображаемое на панели напряжение на конденсаторе.
7. С помощью секундомера измерьте время, необходимое для падения напряжения до 63,2 % от приложенного напряжения (в данном случае до 6,32 В, как обсуждалось ранее).
8. Используя соотношение Τ=RC, рассчитать емкость конденсатора вручную, используя значение постоянной времени Τ и сопротивления R.
9. Сравните экспериментальное значение конденсатора с напечатанным значением того же конденсатора. Если оба значения почти одинаковы, конденсатор исправен.
10. Если есть заметная разница между экспериментальными и распечатанными значениями, конденсатор неисправен, и его пора заменить.

Способ 6. Визуальная проверка конденсатора на наличие неисправностей

Конденсатор можно проверить визуально, чтобы выявить явные признаки и определить, неисправен он или нет. Конденсатор повреждается в следующих случаях:

Конденсатор имеет выпирающее верхнее вентиляционное отверстие

При выходе из строя электролитического конденсатора давление сбрасывается через слабые места в верхнем вентиляционном отверстии конденсатора. Это позволяет избежать повреждения окружающих компонентов, которые подключены в непосредственной близости от вышедшего из строя конденсатора. Во время отказа конденсатор сбрасывает давление газа, вызывая электролитический разряд, который ломает верхнее вентиляционное отверстие конденсатора, что в конечном итоге приводит к вздутию верхней части, как показано на рис. 4.

Рисунок 4: Конденсатор с выпуклым верхним вентиляционным отверстием

Конденсатор имеет выпуклое дно и приподнятый корпус

При выходе из строя конденсатора, если выделившееся давление газа не пробило верхнее вентиляционное отверстие, он уходит вниз , тем самым проталкивая резину и вызывая вздутие, которое также приподнимает корпус.

Проверка керамических конденсаторов и устройств для поверхностного монтажа (SMD)

Следующие знаки на керамических конденсаторах и SMD можно проверить, чтобы определить, неисправны они или нет:

• Сломанные клеммы
• Прогоревшие, поврежденные или трещины в корпусе

Метод 7: Традиционный метод проверки конденсатора

Традиционный метод проверки конденсатора связан с риском для компонентов и пользователя, поэтому этот метод следует применять только тогда, когда конденсатор необходимо проверить в короткие сроки, в противном случае он всегда безопаснее использовать один из методов, перечисленных с 1 по 6.

Для проверки конденсатора традиционным методом выполните следующие действия:

1. Правильно разрядите конденсатор с помощью резистора.
2. Подсоедините два отдельных провода к концам конденсатора.
3. Подключите выводы конденсатора к источнику питания 230 В переменного тока (или 24 В постоянного тока) на очень короткий период времени (примерно 1–5 секунд).
4. Отключите подачу напряжения и закоротите концы конденсатора.
5. Если он дает сильную искру, конденсатор годен к использованию.
6. Если искра слабая или искры нет вообще, конденсатор неисправен и его следует заменить.

Меры предосторожности при использовании традиционного метода проверки конденсатора

• Всегда надевайте защитные очки при проверке этого метода.
• Никогда не подключайте полярный конденсатор к сети переменного тока.
• Для обеспечения надлежащей безопасности используйте 12–24 В постоянного тока как для полярных, так и для неполярных конденсаторов.