Как проверить конденсатор, определить его емкость

Типы автомобильных конденсаторов

1. Для генератора. Подаёт электричество в работающий генератор, предотвращает перепады напряжения в зажигании, ликвидирует шумы радиоприёмника. Если в генераторе авто нет конденсатора, проезжающий мимо транспорт вызовет сильный шум на радио. Благодаря этому изделию удаётся защититься от дискомфорта в пути.

2. Для сабвуфера. Автоусилитель обеспечивает более полное насыщение баса и расширяет диапазон воспроизведения частот, однако он сильно увеличивает потребление тока, что приводит к проблемам со светом фар и плохому качеству воспроизведения низких частот. Хорошо работающий конденсатор — гарантия защиты от проблем.

Как проверить конденсатор

Иногда неисправность электролитического конденсатора выявляется без проверки — по вздутию или разрыву верхней крышки. Она намеренно ослаблена крестообразной просечкой и работает как предохранительный клапан, разрываясь при незначительном давлении. Без этого выделяющиеся из электролита газы разрывали бы корпус конденсатора с разбрызгиванием всего содержимого.

Но нарушения могут и не проявляться внешне. Вот какими они бывают:

1. Из-за химических изменений снизилась емкость элемента. Например, конденсаторы с жидким электролитом высыхают, особенно при высокой температуре. Из-за этой особенности для них существуют ограничения по температуре эксплуатации (допустимый диапазон указан на корпусе).
2. Произошел обрыв вывода.
3. Появилась проводимость между обкладками (пробой). Собственно, она существует и в исправном состоянии — это так называемый ток утечки. Но при пробое эта величина из мизерной превращается в значительную.
4. Снизилось максимально допустимое напряжение (обратимый пробой). Для каждого конденсатора существует критическое напряжение, вызывающее замыкание между обкладками. Оно указывается на корпусе. В случае снижения этого параметра элемент при проверке ведет себя, как исправный, потому что тестеры подают низкое напряжение, но в схеме — как пробитый.

Самый примитивный способ проверки конденсатора — на искру. Элемент заряжают, затем замыкают выводы металлическим инструментом с изолированной ручкой. На руки при этом желательно одеть резиновые перчатки. Исправный элемент разряжается с образованием искры и характерного треска, нерабочий — вяло и незаметно.

У данного способа два недостатка:

1. опасность электротравмы;
2. неопределенность: даже при наличии искры невозможно понять, соответствует ли фактическая емкость радиодетали номинальной.

Более информативна проверка с применением тестера. Лучше всего использовать специальный — LC-метр. Он предназначен для замера емкости, причем рассчитан на широкий диапазон. Но многое о состоянии конденсатора расскажет и обычный мультиметр.

Проверяем конденсатор мультиметром в режиме омметра

Для примера мы свами выполним проверку четырех конденсаторов: два полярных (диэлектрических) и два неполярных (керамических).

Но перед проверкой мы должны обязательно разрядить конденсатор, при этом достаточно замкнуть его контакты  при помощи любого металла.

Для того чтобы перейти в режим (омметра) сопротивления, мы перемещаем переключатель в группу измерения сопротивления, для того чтобы установить наличие обрыва или короткого замыкания.

Итак, первым делом проверим полярные кондиционеры (5.6 мкФ и 3.3 мкФ), установленных ранее у неработающих энергосберегающих лампочек

Разряжаем конденсаторы путем замыкания их контактов обычной отверткой. Вы можете использовать, удобный для вас, любой другой металлический предмет. Главное чтобы к нему плотно прилегали контакты. Это позволит нам получить точные показания прибора.

Следующим шагом выставляем переключатель на шкалу 2 МОм и соединяем контакты конденсатора и щупы прибора. Далее наблюдаем на дисплее быстро увиливающие параметры сопротивления.

Вы спросите меня, в чем дело и почему на дисплее мы наблюдаем «плавающие показатели» сопротивления? Это объяснить довольно просто, поскольку питание прибора (батарейка) имеет постоянное напряжение и за счет этого происходит зарядка конденсатора.

С течением времени конденсатор все больше и больше накапливает заряд (заряжается), тем самым увеличивая сопротивление. Емкость конденсатора влияет на скорость зарядки. Как только конденсатор получит полную зарядку, значение его сопротивления будет соответствовать значению бесконечности, а мультиметр на дисплее покажет «1». Это параметры рабочего конденсатора.

Нет возможности показать картинку на фотографии. Так для следующего экземпляра емкостью 5.6 мкФ,  показатели сопротивления начинаются с 200 кОм и плавно возрастают до тех пор, пока не преодолеют показатель 2 МОм. Эта процедура не занимает более -10 сек.

Для следующего конденсатора емкостью 3.3 мкФ происходит все аналогично, но время процесса занимает менее — 5 сек.

Проверить следующую пару неполярных конденсаторов можно точно также по аналогии с предыдущими конденсаторами. Соединяем щупы прибора и контакты, следим за состоянием сопротивления на дисплее прибора.

Рассмотрим первый «150nК». Вначале его сопротивление несколько снизится примерно до 900 кОм, затем следует его плавное увеличение до определенной отметки. Время процесса занимает — 30 сек.

При этом на мультиметре модели МБГО переключатель устанавливаем на шкалу 20 МОм (сопротивление приличное, очень быстро идет зарядка)

Процедура классическая, снимаем заряд при помощи замыкания контактов отверткой:

Смотрим на дисплей, отслеживая показатели сопротивления:

Делаем вывод, что в результате проверки все представленные конденсаторы исправны.

Как работает конденсатор и зачем он нужен

Конденсатор – это пассивный электронный радиоэлемент. Его принцип действия схож с батарейкой – он аккумулирует в себе электрическую энергию, но при этом обладает очень быстрым циклом разрядки и зарядки. Более специализированное определение гласит, что конденсатор – это электронный компонент, применяемый для аккумуляции энергии или электрического заряда, состоящий из двух обкладок (проводников), разделенных между собой изолирующим материалом (диэлектриком).

простая схема конденсатора

Так каков принцип действия этого устройства? На одной пластинке (отрицательной) собирется избыток электронов, на другой — недостаток. А разница между их потенциалами будет называться напряжением. (Для строгого понимания нужно прочесть, например: И.Е. Тамм Основы теории электричества)

В зависимости от того, какой материал используется для обкладки, конденсаторы разделяют на:

• твердотельные или сухие;
• электролитические – жидкостные;
• оксидно-металлические и оксидно-полупроводниковые.

По изолирующему материалу их делят на следующие виды:

• бумажные;
• плёночные;
• комбинированные бумажно-плёночные;
• тонкослойные;
• …

Чаще всего необходимость проверки с использованием мультиметра возникает при работе с электролитическими конденсаторами.

Керамический и электролитический конденсатор

Ёмкость конденсатора находится в обратной зависимости от расстояния между проводниками, и в прямой – от их площади. Чем они больше и ближе друг к другу – тем больше ёмкость. Для её измерения используется микрофарад (mF). Обкладки изготавливаются из алюминиевой фольги, скрученной в рулон. В качестве изолятора выступает слой окисла, нанесенный на одну из сторон. Для обеспечения наибольшей ёмкости устройства, между слоями фольги прокладывается очень тонкая, пропитанная электролитом, бумага. Бумажный или пленочный конденсатор, сделанный по данной технологии, хорош тем, что обкладки разделяет слой окисла в несколько молекул, благодаря чему и удается создавать объемные элементы с большой ёмкостью.

Устройство конденсатора (такой рулон помещается в алюминиевый корпус, который в свою очередь кладется в пластиковый изолирующий короб)

На сегодня конденсаторы используются практически в каждой электронной схеме. Их выход из строя чаще всего связан с истечением срока годности. Некоторым электролитическим растворам присуще «усыхание», в процессе которого уменьшается их ёмкость. Это сказывается на работе цепи и форме сигнала, проходящего по ней. Примечательно, что это характерно даже для неподключенных в схему элементов. Средний срок службы – 2 года. С этой периодичностью и рекомендуется проводить проверку всех установленных элементов.

Обозначение конденсаторов на схеме. Обычный, электролитический, переменный и подстроечный.

Проверка мультиметром

При помощи мультиметра проверяют два параметра конденсатора: внутреннее сопротивление и емкость.

Внутреннее сопротивление (проверка на пробой и обрыв цепи)

Мультиметр переводят в режим измерения сопротивления путем установки переключателя в сектор «Ω» на верхнюю позицию — у разных моделей это 2 или 20 МОм.

Далее касаются щупами выводов конденсатора. Если тот исправен, происходит следующее:

• вначале мультиметр показывает низкое сопротивление — конденсатор заряжается подаваемым на щупы напряжением;
• по мере увеличения заряда в конденсаторе, сопротивление постепенно возрастает и в конце концов достигает очень высокой величины: на дисплее — значение свыше 2 МОм или «1» (символ бесконечности).

Иное поведение прибора свидетельствует о неисправности элемента, когда сопротивление:

1. оказалось ниже 2 МОм: конденсатор пробит (появилась проводимость в диэлектрике между обкладками);
2. сразу стало бесконечно большим: обрыв вывода.

Конденсаторы делятся на два типа: полярные и неполярные. Первые чувствительны к полярности измерений и если ее перепутать, подав на «минусовый» вывод положительный потенциал, а на «плюсовой» — отрицательный, выходят из строя. «Минусовый» вывод распознают по отметке в виде «птички» на корпусе конденсатора.

В мультиметре потенциалы распределяются так:

• порт «COM» — отрицательный: по негласному правилу сюда включают черный щуп;
• порт «V/ Ω» — положительный: принято включать красный щуп.

При измерении сопротивления неполярного конденсатора полярность можно поменять. Элемент перезаряжается и показания на мультиметре снова возрастают от малых величин до 2 МОм и более.

При наличии заведомо исправного конденсатора той же марки, состояние исследуемого проверяют методом сравнения:

• замеряют сопротивление исправного конденсатора;
• то же самое выполняют для исследуемого элемента;
• сравнивают скорость изменения показаний на мультиметре.

Для этого метода более подходит аналоговый (стрелочный) тестер: плавно отклоняющаяся стрелка четко отражает изменение сопротивления в режиме реального времени.

Конденсатор проверяется в разряженном состоянии, иначе возможна электротравма или повреждение мультиметра.

Способ разряда зависит от емкости:

• малая (низкое напряжение): закорачивают выводы отверткой;
• большая (высокое напряжение): замыкают выводы резистором сопротивлением 10 кОм.

Резистор удерживают инструментом с изолированными ручками.

Емкость

Измерение емкости возможно при наличии в мультиметре специальной функции. У таких приборов на лицевой панели имеется сектор «CX».

Конденсатор подключается двумя способами:

1. у некоторых моделей имеются разъемы для щупов с пометкой «CX»;
2. у других в сектор «CX» выведены две контактные площадки с пометками «+» и «-».

При контакте щупов или площадок с выводами конденсатора на дисплее отображается значение емкости. Полученные данные сравнивают с числовым показателем, указанным на корпусе конденсатора, после чего делают вывод о его пригодности.

Мультиметр

Переключатель должен быть установлен в секторе «CX» на позиции с ближайшим большим значением по отношению к ожидаемой емкости. Обычно в секторе имеется 5 позиций со данными от 20 нФ до 200 мкФ.

Данный способ контроля не подходит для конденсаторов емкостью менее 0,25 мкФ. Их проверяют специальным устройством — LC-метром.

При отсутствии функции определения емкости, конденсатор проверяют так:

1. Заряжают его от источника постоянного тока. Напряжение источника — примерно вдвое меньше напряжения конденсатора. Для элемента на 25 В достаточно источника на 9 – 12 В.
2. Выждав несколько секунд, чего обычно достаточно для полной зарядки, радиодеталь отключают от питания и мультиметром замеряют напряжение на ее выводах.

Измеритель настраивается следующим образом:

• черный щуп включен в порт «COM»;
• красный — в порт «V/Ω»;
• переключатель: в сектор измерения постоянного напряжения («DCV» или «V-») на позицию с ближайшим большим значением относительно ожидаемого напряжения конденсатора.

Важно успеть прочитать первые показания, поскольку напряжение постепенно будет снижаться — конденсатор разряжается через мультиметр.

Как проверить исправность электролитического конденсатора мультиметром

Сначала нужно провести внешний осмотр конденсатора. Повреждения электролитов нередко приводят к увеличению давления внутри их корпуса. В итоге они взрываются. Сила взрыва невелика, но больший вред окружающему пространству наносит разбрызгивание содержимого детали. Для исключения этого явления современные конденсаторы имеют в верхней части крестообразную насечку. При превышении давления корпус рвется по ее линиям и стравливает давление из корпуса, не давая ему достичь высоких значений. Заключение о неисправности можно смело дать в случаях вспучивания корпуса или его разрыва в месте насечки. В остальных случаях потребуется проверить работоспособность конденсатора.

Такой конденсатор необходимо заменить

Принцип проверки заключается в следующем. Мультиметры и тестеры используют для измерения сопротивления внутренний источник постоянного тока – батарейку. Для проверки исправности конденсатора прибор подключают к его выводам, соблюдая полярность. В первый момент времени прибор будет показывать сопротивление разряженного устройства, которое близко к нулю. Источник постоянного тока прибора начнет заряжать конденсатор, по мере зарядки сопротивление будет увеличиваться. Когда заряд закончится, прибор покажет бесконечно большое сопротивление, лежащее за пределом его измерения.

Перед тем, как проверить конденсатор мультиметром, его необходимо разрядить, замкнув выводы между собой или закоротив любым металлическим предметом: отверткой, пинцетом, ножом. Предел измерения мультиметра выставляется максимально возможным. Плюсовой вывод прибора, имеющий красный цвет и маркировку «Ω», соединяется с выводом радиодетали, обозначенным знаком «+». Минусовой вывод черного цвета, обозначенный на корпусе мультиметра «COM», подключается к другому выводу, и измерение начинается. При этом нужно внимательно следить за показаниями мультиметра, которые должны только увеличиваться, не изменяясь в меньшую сторону.

Должен быть обеспечен надежный контакт между щупами мультиметра и выводами детали, процесс не рекомендуется прерывать. Также нельзя держаться за оба вывода руками: тело человека имеет сопротивление, которое будет шунтировать элемент, мешая ему заряжаться. В конце проверки прибор покажет не бесконечность, а сопротивление тела, и исправность изделия определить будет невозможно.

Возможные результаты проверки конденсатора мультиметром:

• показания прибора равны нулю и не увеличиваются, любо увеличиваются незначительно. В этом случае у изделия наблюдается пробой (замыкание) обкладок между собой. Его подключение к схеме, где он работает, приведет к короткому замыканию
• показания прибора увеличиваются, но не достигают бесконечности, останавливаясь на определенном значении сопротивления. В этом случае между обкладками наблюдается ток утечки, а емкость изделия значительно снижается. Элемент будет работать, но неэффективно, выполняя свое функциональное назначение не полностью. Использование его в блоках питания приведет к недостаточной фильтрации выходного напряжения, на звуковых устройствах это сопровождается наличием фона 50 Гц в выходном сигнале. В других узлах это приводит к искажениям сигнала.

Рабочее напряжение мультиметра не превышает 1,5 В, а в схемах, где работают конденсаторы оно намного больше. Если прибор показывает утечку, то при установке изделия на свое место при рабочем напряжении не исключен его полный пробой.

При проверке работоспособности электролитического изделия изменять полярность подключения мультиметра не имеет смысла.

Проверяем без приборов

Порядок тестирования работоспособности накопителей энергии без приборов:

1. От контакта на прерывателе трамблера отсоединяем провода, идущие с конденсатора и катушки зажигания.
2. Крепим между проводами контрольную лампу или контакты автомобильного индикатора.
3. Включаем зажигание, лампочка загорается — это означает, что проверяемая деталь неисправна, требуется ее замена.

Вместо пунктов 2 и 3, при определенном стечении обстоятельств, можно, включив зажигание, соединить провода между собой, искрение будет сигналом неисправности.

Если на автомобиле есть возможность вручную вращать коленчатый вал, то можно попробовать выполнить еще один способ проверки конденсатора.

Алгоритм действий:

1. Вращением коленчатого вала добиваемся смыкания контактов в трамблере.
2. Отсоединяем от прерывателя гибкий конец конденсатора.
3. Вытаскиваем центральный провод из крышки распределителя.
4. Включаем зажигание и подносим его к отсоединенному контакту накопителя.
5. Отверткой размыкаем прерыватель или поворачиваем для этого корпус трамблера, проскочившая между проводами искра заряжает конденсатор током высокого напряжения.
6. Приближаем к его гибкий контакт к корпусу, проскакивает разрядная искра с щелчком и свидетельствует об исправность. Если искры или щелчка нет, необходима замена исследуемой детали.

В некоторых случаях бывает достаточно визуального осмотра.

При обычном осмотре могут быть обнаружены такие неисправности:

• вздутие или разрыв корпуса;
• следы подтекания электролита;
• изменение цвета корпуса;
• признаки термических воздействий на участке крепления конденсатора.

Цифро-буквенное обозначение

Если вы разбираете старую советскую аппаратуру, то там все будет довольно просто, – на корпусах так и написано «22пФ», что значит 22 пикофарад, или «1000 мкФ», что значит 1000 микрофарад. Старые советские конденсаторы обычно были достаточного размера чтобы на них можно было писать такие «длинные тексты».

Общемировая, если можно так сказать, цифро-буквенная маркировка предполагает использование букв латинского алфавита:

• p – пикофарады,
• n – нанофарады
• m – микрофарады.

При этом полезно помнить, что если за единицу емкости условно принять пикофарад (хотя, это и не совсем правильно), то буквой «p» будут обозначаться единицы, буквой «n» – тысячи, буквой «m» – миллионы. При этом, букву будут использовать как децимальную точку. Вот наглядный пример, конденсатор емкостью 2200 пФ, по такой системе будет обозначен 2n2, что буквально значит «2,2 нанофарад». Или конденсатор емкостью 0,47 мкФ будет обозначен m47, то есть «0,47 микрофарад».

Причем у конденсаторов отечественного производства встречается аналогичная маркировка в кириллице, то есть, пикофарады обозначают буквой «П», нанофарады – буквой «Н», микрофарады -буквой «М». А принцип тот же: 2Н2 – это 2,2 нанофарад, М47 – это 0,47 микрофарад. У некоторых типов миниатюрных конденсаторов «мкФ» обозначается буквой R, которая тоже используется как децимальная точка, например:

1R5 =1,5 мкФ.

Алгоритм диагностики мультиметром

Тестирование конденсаторов рекомендуется проводить после их изъятия из электроцепи. Таким образом достигаются более верные показатели.

Центральным показателем конденсаторов является способность пропускать только ток переменного характера. Постоянный же ток он способен пропускать лишь небольшой промежуток времени и исключительно в начале процесса. Сопротивление здесь напрямую зависит от ёмкости.

Как произвести тестирование полярного конденсатора

Для диагностики элемента мультиметром, потребуется обеспечить ёмкость, которая не будет превышать показатель равный 0,25 мкФ.

Алгоритм проверки неисправностей конденсатора при помощи мультиметра следующий:

1. Потребуется взять электрический компонент за ножки и закоротить его каким-то предметом из металла, например, это может быть пинцет или отвёртка. Это надлежит сделать для разрядки элемента. Искры, которые появятся при этом, дадут знать, что разряд произошел.
2. Затем надлежит установить переключатель мультиметра в режим замера данных сопротивления или на прозвонку.
3. Далее следует прикоснуться щупами к выводам конденсатора, при этом следует учитывать их полярность, то есть к минусовой ножке подвести щуп чёрного цвета, а к плюсовой — красного. При этом происходит выработка постоянного тока, поэтому через определённый отрезок времени можно ожидать минимальное сопротивление электрического компонента.

В то время, когда щупы располагаются на вводах конденсатора, происходит его подзарядка. Продолжает повышаться сопротивление пока не достигнет максимального уровня.

Если при соединении со щупами прибор начинает пищать, а стрелка его склоняет к нулевой отметке, то это говорит о наличии короткого замыкания. Оно и вывело из строя работу конденсатора. При указании стрелки на единицу, можно предположить, что в конденсаторе произошёл внутренний обрыв. Подобные элементы можно признать испорченными и заменить. Если на приборе, спустя некоторое время, единица высвечивается, то деталь в порядке.

Важно сделать измерения таким образом, чтобы на их качество не повлияло неправильное поведение. Запрещается в продолжении диагностики прикасаться руками к щупам. Человеческое тело имеет небольшой показатель сопротивления, поэтому соответствующие данные утечки будут превышать его многократно

Человеческое тело имеет небольшой показатель сопротивления, поэтому соответствующие данные утечки будут превышать его многократно.

Ток последует по пути наименьшего сопротивления и обойдёт конденсатор. Таким образом мультиметр представит ложный результат измерений. Можно разрядить электрический компонент благодаря лампе накаливания. В подобном случае процесс станет идти более плавным образом.

Разрядку необходимо производить в обязательном порядке, тем паче, если элемент является высоковольтным. Это делают из-за соблюдения норм безопасности, а также, чтобы сам прибор остался в рабочем состоянии. Его способно привести в негодность остаточное напряжение.

Неполярный конденсатор и его диагностика

Такого рода элементы проверить с помощью мультиметра ещё легче. Вначале на самом приборе проставляют предельный показатель измерения на мегаомы. Затем прикладывают щупы. Если данные на приборе будут менее 2 Мом, то это показатель неисправности конденсатора.

В период подзарядки элемента с помощью мультиметра можно продиагностировать его работоспособность, когда ёмкость колеблется от 0,5 мкФ. Если показатель меньше, то измерения будут незаметны на приборе. Когда требуется протестировать элемент менее 0,5 мкФ на мультиметре, то это можно сделать, если будет короткое замыкание между обкладками.

При исследовании неполярного конденсатора, у которого напряжение выше 400 В, то это возможно выполнить при зарядке его от источника, ограждённого от к.з. автоматическим выключателем. По порядку с конденсатором соединяют резистор, сопротивление его должно быть предусмотрено свыше 100 Ом., что ограничит мощность первичного токового броска.

Возможно определить работоспособность конденсатора и другим способом, например, протестировав его на искру. Заряжают электрический компонент до рабочей ёмкости, а потом выводы закорачивают при помощи металлической отвёртки, у которой имеется изолированная ручка. По мощности разряда делают вывод о работоспособности компонента.

До зарядки, а также через время после неё, следует измерить на ножках детали показатели напряжения. Существенным является способность заряда продолжительное время сохраняться. Затем потребуется разрядка конденсатора с помощью резистора, благодаря которому он и производил зарядку.