Меню

Как проверить номинальное напряжение конденсатора

Особенности конденсаторов

Время на чтение:

Конденсатор – один из самых важных элементов электрической цепи. Он накапливает внутри себя электрический заряд и передает его другим элементам электрической цепи. О том, что представляет собой конденсатор и как определить на нём напряжение, рассказывается ниже.

Что такое конденсатор

Конденсатор – это двухполюсное устройство, имеющее постоянное или переменное емкостное значение и малую проводимость. Это элемент цепи, служащий накопителем энергии, что формирует электрическое поле; пассивный электронный компонент любого подключения. Содержит в себе несколько металлических электродов или обкладок, между которыми находится диэлектрик. Может иметь пакетную, трубчатую, дисковую, литую секционированную и рулонную конструкцию.

Конденсатор

Конденсатор имеет в плоскую или цилиндрическую форму. Плоское устройство состоит из относительно далеко расположенных друг от друга пластин, а цилиндрический – из нескольких полых коаксиальных проводящих цилиндров с радиусами r1 и r2 (основное условие – r1 > r2).

Термин из учебного пособия

Характеристики конденсаторов

Главной характеристикой прибора является емкость, то есть, количество энергии, которое он может накопить в виде электронов. Общее число зарядов на пластинах определяет величину емкости конденсатора.

Обратите внимание! Емкость зависит от площади обкладок и диэлектрической проницаемости материала. Чем больше площадь конденсаторных пластин, тем больше заряженных частиц могут поместиться на них и тем выше показатель емкости.

Из важнейших характеристик также можно назвать удельную емкость, плотность, номинальную силу заряда и полярность. Из дополнительных параметров можно указать количество фаз, метод установки конденсатора, рабочую температуру, активный электрический ток переменного или постоянного типа.

В электротехнике существуют также понятия негативных факторов, искажающих рабочие свойства колебательного контура. К ним относятся электрическое сопротивление и эквивалентная последовательная индуктивность. В качестве примера негативного критерия можно привести показатель, показывающий падение заряда после отключения электричества.

В чем измеряется напряжение конденсаторов

Напряжение отражается на корпусе оборудования и показывает то, при какой силе энергии оно работает. Измеряется напряжение конденсаторов в фарадах. Это единица, названная в честь Майкла Фарадея. Один фарад – это кулон, или заряд, прошедший через проводник за одну секунду при силе тока в один ампер. Как правило, фарады и кулоны не используются для измерения на практике, потому что чаще применяются дробные величины – микро-, нано- и пикофарады.

Измерение силы заряда двухполюсника

Что влияет на напряжение конденсаторов

Чтобы возник заряд, двухполюсник должен быть подключен к электрической цепи с постоянным током. Для этой цели может быть использован генератор, каждый из которых обладает внутренним сопротивлением. Во время короткого замыкания заряжается прибор, и между его обкладками появляется заряд. Поэтому на вольтаж конденсаторов влияет внутреннее сопротивление. Также, на него оказывают влияние температурные колебания – чем выше нагрев, тем ниже номинальный показатель напряжения.

Важно! На напряжение конденсаторов оказывает большое влияние ток утечки. Вопреки сложившемуся мнению, диэлектрик пропускает небольшое количество электротока, что приводит к потере начального заряда с течением времени, и напряжение в итоге незначительно падает.

Описание влияния на показатель

Как вычислить напряжение и вольтаж

Чтобы определить мощность, напряжение и вольтаж двухполюсников, можно использовать мультиметр или специальную формулу для теоретических расчётов. Чтобы проверить мультиметром силу заряда и количество вольт, необходимо вставить щупы в измеряемое оборудование, переключить прибор на режим омметра, нажать на соответствующую клавишу проверки и получить запрашиваемый показатель.

Обратите внимание! Сила заряда при проверке быстро падает, поэтому правильной будет та цифра, которая появилась на индикаторе мультиметра в самом начале измерений.

Формулы измерения напряжения конденсаторов

Численный показатель напряжения равен электродвижущей силе. Также он определяется, как емкость, поделенная на величину заряда, исходя из формулы определения его величины. В соответствии с ещё одним правилом, напряжение равно току утечки, поделенному на изоляционное сопротивление.

В целом, конденсатор – это устройство для аккумулирования электрического заряда, состоящее из нескольких пластинчатых электродов, которые разделены с помощью диэлектриков. Устройство имеет электрод, измеряемый в фарадах. Один фарад равен одному кулону. На напряжение устройства влияет ток, показатели которого можно вычислить через описанные выше формулы.

Источник

Как правильно проверить работоспособность конденсатора

Проверка конденсатора, это очень простое действие, которое потребует от вас минимальное знание мультиметра и базовое владение паяльником. Вы все же сомневаетесь в своих силах, тогда этот материал поможет выполнить проверку без особых усилий.

Готовимся к проверке

Во время проведения абсолютно любой работы во главе угла стоит безопасность, а так как мы с вами собрались проверять конденсатор, то его предварительно нужно разрядить. Конечно вы можете это сделать самой обычной отверткой, но я рекомендую вам делать разрядку конденсаторов через сопротивление

Как правильно проверить работоспособность конденсатора

Возьмите абсолютно любое из имеющихся у вас сопротивлений и просто припаяйте к нему небольшие кусочки провода, все разрядка для конденсаторов готова. Ну а после того, как вы разрядили кондер, приступаем к проверочным действиям.

Визуальный осмотр

Любую проверку нужно начинать с визуального осмотра, ведь порой, достаточно одного взгляда, чтобы понять – деталь неисправна. Внимательно посмотрите на верхнюю часть «кондера», там расположена «слабая» зона в виде перекрестия, которая защищает деталь от взрыва. Если вы видите там вздутие или потеки, то это означает, что конденсатор однозначно порченный.

Как правильно проверить работоспособность конденсатора

Так же осмотрите плату возле места посадки «кондера», там вы не должны видеть следы потемнения и разрушения дорожек.

Читайте также:  Падение напряжения не превышает

Итак, внешних признаков выхода из строя нет, значит проверяем дальше с помощью приборов.

Измерение приборами

Итак, вы выпаяли конденсатор и приготовили проверочный прибор, но не спешите этого делать. Для начала необходимо узнать какого типа элемент перед нами: полярный или не полярный. Ведь если мы на полярном конденсаторе перепутаем плюс с минусом, то данный «кондер» можно смело выкидывать в мусорный бак, даже если он до этого был полностью исправен.

Поэтому внимательно осматриваем его и если мы не видим возле ножек никаких обозначений типа «+», «-», полоса или галочка, то перед нами неполярный кондер и ему все равно на то, как вы к нему подведете концы. А если нашли такой символ, то соблюдайте правильное подсоединение проводов.

Как правильно проверить работоспособность конденсатора

Проверка сопротивления

Выставляем на мультиметре прозвонку и подводим концы согласно полярности конденсатора. Изначально вы должны будете увидеть небольшое значение, оное будет плавно расти и в конечном итоге достигнет значения «1». Это означает, что деталь исправна.

Источник



Как проверить конденсатор?

Проверка конденсаторов цифровым мультиметром

Проверка конденсаторов

При конструировании и ремонте электронной техники часто возникает необходимость в проверке радиоэлементов, в том числе и конденсаторов.

В сети много рекомендаций о том, как проверить конденсатор омметром. Когда-то я и сам применял такую методику. О ней я ещё расскажу.

Но на данный момент могу утверждать точно, что достоверно определить исправность конденсатора можно лишь с помощью прибора, который способен измерить его электрическую ёмкость.

Перед тем, как начать проверку конденсатора необходимо определить его тип. Все они делятся на две группы:

Неполярные. К ним относятся конденсаторы, в которых диэлектриком является слюда, керамика, бумага, стекло, воздух. Как правило, их ёмкость невелика и лежит в пределах от нескольких пикофарад до единиц микрофарад.

Неполярные конденсаторы

Полярные. К полярным конденсаторам относятся все электролитические конденсаторы, как с жидким электролитом, так и твёрдым. Их ёмкость уже лежит в диапазоне от 0,1 до 100000 микрофарад.

Полярные конденсаторы

Среди неисправностей конденсаторов можно выделить три основных:

Электрический пробой. Как правило, пробой вызван превышением допустимого рабочего напряжения на обкладках конденсатора.

Обрыв. При обрыве конденсатор электрически представляет собой два изолированных проводника не имеющих никакой ёмкости. Обычно обрыв образуется вследствие механического воздействия, тряски или вибрации. Его причиной может быть некачественная конструкция элемента, а также нарушение допустимых режимов эксплуатации.

Повышенная утечка. Изменение сопротивления диэлектрика между обкладками. При такой неисправности ёмкость конденсатора становится заметно ниже, он не способен сохранять заряд.

Список неисправностей у электролитических конденсаторов заметно шире. В основном это касается алюминиевых электролитических конденсаторов, которые очень активно используются для фильтрации пульсирующего напряжения во всевозможных выпрямителях.

Потеря ёмкости, повышенная утечка.

Как уже говорил, достоверно проверить исправность конденсатора можно лишь с помощью прибора, который способен измерить его ёмкость. Как правило, для этих целей применяются измерители индуктивности и ёмкости (LC-метры). Они довольно дороги.

Но, несмотря на это, можно найти доступный по цене мультиметр с функцией LC-метра. Например, в моей мастерской имеется мультитестер Victor VC9805A+.

Он имеет 5 пределов измерения и способен определить ёмкость в диапазоне от 20 нанофарад (20nF) до 200 микрофарад (200μF). С его помощью можно измерить ёмкость, как обычных неполярных конденсаторов, так и полярных электролитических.

Пределы измерения ёмкости мультиметра

20 нФ (20nF)

200 нФ (200nF)

2 мкФ (2μF)

20 мкФ (20μF)

200 мкФ (200μF)

Максимальный предел измерения ограничен значением в 200 микрофарад (мкФ), что не так уж и много, если учесть, что ёмкость электролитических конденсаторов порой доходит и до 10000 мкФ.

Измерительные щупы прибора подключаются к гнёздам измерения ёмкости (обозначается как Cx). При этом нужно соблюдать полярность их подключения.

Измерение ёмкости Сх
Разъём измерения ёмкости (Сх)

На фото показан процесс измерения ёмкости конденсатора номиналом 100nF (0,1 мкФ). Для измерения выбран предел в 200 нанофарад.

Замер ёмкости конденсатора 0,1 мкФ

Как видим, ёмкость соответствует той, что указана в маркировке на корпусе — 104,7nF. Конденсатор исправен.

А вот пример неисправного металлоплёночного конденсатора К73-17 на 100nF. Я его выявил совершенно случайно, полагал, что он полностью исправен.

Конденсатор с потерей ёмкости

Отмечу лишь то, что изначально я проверял данный конденсатор мультиметром в режиме омметра. Тогда я не обнаружил ничего подозрительного. На деле же он оказался неисправен, имел очень маленькую ёмкость, всего 737 пикофарад.

На следующем фото проверка этого же конденсатора универсальным тестером.

Неисправный конденсатор серии К73-17

Именно поэтому для проверки конденсаторов стоит использовать тестер с функцией замера ёмкости. Это даст наиболее достоверный результат.

Исключением может быть электрический пробой, который легко обнаружить с помощью омметра, а порой и чисто визуально при внешнем осмотре. Вот пример.

На фото пробитый неполярный конденсатор на рабочее напряжение 1,2kV.

Пробитый высоковольтный конденсатор

При значительном превышении рабочего напряжения на конденсаторе, между его обкладками происходит электрический пробой. На корпусе пробитых конденсаторов можно обнаружить потемнения, вздутия, тёмные пятна и другие внешние признаки повреждения элемента.

Корпус может быть расколотым или иметь на поверхности сколы и трещины.

Электрический пробой конденсатора в электронной схеме преобразователя может стать причиной выхода из строя компактной люминесцентной лампы. Об этом я упоминал на странице про устройство ламп КЛЛ.

Читайте также:  Регулятор напряжения мазда 323

Стоит отметить тот факт, что пробой у алюминиевых электролитических конденсаторов встречается довольно редко. Обратная ситуация наблюдается у танталовых конденсаторов, которые в силу своих особенностей плохо выдерживают даже незначительное превышение рабочего напряжения.

При измерении ёмкости у электролитического конденсатора стоит знать одну особенность. Так как допуск у них очень большой, порой достигающий 30%, то разброс значения ёмкости может быть весьма приличный. В таком случае не стоит считать конденсатор негодным. Кроме этого, многое зависит от того, каким прибором пользуетесь.

Вот список реальной ёмкости новых конденсаторов. Измерения проводились универсальным тестером LCR-T4:

2200 μF (35V) — реальная 2155μF (Jamicon);

470 μF (25V) — реальная 420,9μF (EPCOS);

220 μF (400V) — реальная 217,7μF (SAMWHA);

100 μF (450V) — реальная 98,79μF (Jamicon);

100 μF (400V) — реальная 101,1μF (SAMWHA);

82 μF (400V) — реальная 75,65μF (Jamicon);

82 μF (450V) — реальная 77,46μF (SAMWHA);

82 μF (450V) — реальная 77,05μF (CapXon);

68 μF (450V) — реальная 66,43μF (Jamicon);

33 μF (160V) — реальная 31,99μF (SAMWHA);

22 μF (250V) — реальная 22,21μF (SAMWHA);

Как видим, самым некачественным оказался конденсатор EPCOS B41828 105 0 C 470μF(M)25V.

Эти же конденсаторы были проверены мультиметром Victor VC9805A+. Так вот, он показал ёмкость конденсаторов меньше. Для кондёра 220μF (400V) он вообще намерил 187μF!

Неисправность электролитического конденсатора можно определить при внешнем осмотре. Если корпус его имеет разрыв насечки в верхней части корпуса — 100% его надо менять. Разрыв защитной насечки на корпусе свидетельствует о том, что на конденсатор действовало завышенное напряжение, вследствие чего и произошёл, так называемый, «взрыв».

Как уже говорилось, пробой алюминиевых электролитических конденсаторов явление достаточно редкое. Вместо этого имеет место такой вот «взрыв» или «вздутие». Происходит это от того, что при превышении допустимого напряжения или при переполюсовке, в конденсаторе начинается бурная химическая реакция. Она приводит к нагреву и испарению электролита, пары которого давят на стенки корпуса и разрывают защитный клапан.


«Взорвавшийся» электролитический конденсатор

Такие дефекты конденсаторов появляются, например, при воздействии мощного электрического разряда на электронный прибор во время грозы или сильных скачков напряжения в электроосветительной сети 220V.

Аналогичный эффект «вздутия» алюминиевого электролитического конденсатора проявляется и при его длительной эксплуатации. Так как электролит жидкий, то он имеет свойство испаряться при нагреве и длительной эксплуатации.

Стоит отметить, что конденсатор нагревается не только снаружи, но и изнутри. Связано это с наличием эквивалентного последовательного сопротивления (ESR). При испарении электролита ёмкость конденсатора заметно снижается. Со временем он всё сильнее «вздувается». Про такой конденсатор говорят, что он высох.

При ремонте электронной аппаратуры порой бывают случаи, что в блоке питания прибора, отслужившего не один год, можно обнаружить целую грядку таких «дутышей».

Потеря ёмкости может быть причиной поломки телевизора. Такая неисправность не редкость. Об одной из них я уже рассказывал здесь.

Современные ЖК-телевизоры «конденсаторная чума» также не обходит стороной. Ознакомьтесь.

В современных условиях, когда имеет место широкое распространение импульсной техники, такой параметр, как ESR необходимо учитывать при тестировании электролитических конденсаторов. На сайте имеется таблица со значениями ESR новых конденсаторов разной ёмкости. В некоторых случаях, можно ориентироваться на неё.

Но, стоит знать, что в этой таблице приведены величины ESR преимущественно для одной серии конденсаторов (Jamicon, серия TK). Эта серия не относится к конденсаторам с низким ESR или низким импедансом (Low ESR/Low Impedance). Отличительным её свойством является широкий температурный диапазон эксплуатации, а данные о ESR в даташите на серию вообще не приводятся.

Так как большинство мультиметров не поддерживают функцию замера ESR, то при необходимости лучше приобрести специализированный тестер или универсальный тестер радиокомпонентов. Это незаменимый прибор в мастерской радиолюбителя и любого радиомеханика.

Меры предосторожности при проверке электролитических конденсаторов.

При проверке электролитического конденсатора необходимо полностью его разрядить! Особенно этого правила стоит придерживаться при проверке конденсаторов, имеющих большую ёмкость и высокое рабочее напряжение. Если этого не сделать, то можно испортить измерительный прибор высоким остаточным напряжением.

Например, часто приходиться проверять исправность конденсаторов, которые применяются в импульсных блоках питания. Их ёмкость и рабочее напряжение достаточно велики и при неполном разряде могут привести к порче мультиметра.

Поэтому перед проверкой их следует обязательно разрядить, закоротив выводы накоротко (для низковольтных конденсаторов с малой ёмкостью). Сделать это можно обычной отвёрткой.

Электролитический конденсатор 220 мкФ * 400V
Электролитический конденсатор ёмкостью 220 мкФ и рабочим напряжением 400 вольт

Конденсаторы с ёмкостью более 100 мкФ и рабочим напряжением от 63V желательно разряжать уже через резистор сопротивлением 5-20 килоОм и мощностью 1 — 2 Вт. Для этого выводы резистора соединяют с выводами конденсатора на несколько секунд, чтобы убрать остаточный заряд с его обкладок. Разряд конденсатора через резистор применяется для того, чтобы исключить появление мощной искры.

При проведении данной операции не стоит касаться руками выводов конденсатора и резистора, иначе можно получить неприятный удар током при разряде обкладок. Резистор лучше зажать пассатижами в изоляции и уже тогда соединить его с выводами конденсатора.

При закорачивании выводов заряженного электролитического конденсатора проскакивает искра, иногда очень мощная.

Поэтому следует позаботиться о защите лица и глаз. По возможности применять защитные очки или держатся от конденсатора при проведении таких работ подальше.

Читайте также:  Что такое выходное напряжение зарядки для ноутбука

Проверка конденсаторов с помощью омметра.

Самым доступным и распространённым прибором, с помощью которого можно провести тестирование конденсатора, является цифровой мультиметр, включенный в режим омметра.

Поскольку конденсатор не пропускает постоянный ток, то сопротивление между его выводами (обкладками) должно быть очень большим и ограничиваться лишь так называемым сопротивлением утечки. В реальном конденсаторе диэлектрик, несмотря на то, что он является изолятором, всё-таки пропускает незначительный ток. Обычно, этот ток очень мал и не учитывается. Он называется током утечки.

Данный способ подходит для проверки неполярных конденсаторов. У них сопротивление утечки бесконечно большое и, если измерить сопротивление между выводами такого конденсатора цифровым мультиметром, то прибор зафиксирует бесконечно большое значение.

Обычно, если у конденсатора присутствует электрический пробой, то сопротивление между его обкладками составляет довольно малую величину – несколько единиц или десятки Ом. Пробитый конденсатор, по сути, является обычным проводником.

На практике проверить на пробой любой неполярный конденсатор можно так:

Переключаем мультиметр в режим измерения сопротивления и устанавливаем самый большой из возможных пределов. Для цифровых мультитестеров серий DT-83x, MAS83x, M83x, это будет предел 2M (2000k), то бишь, 2 мегаома.

Далее подключаем измерительные щупы к выводам проверяемого конденсатора. Если он исправен, то прибор не покажет никакого значения и на дисплее засветиться единичка. Это свидетельствует о том, что сопротивление утечки более 2 мегаом.

Этого достаточно, чтобы в большинстве случаев судить об исправности конденсатора. Если цифровой мультиметр чётко зафиксирует какое-либо сопротивление, которое меньше 2 мегаом, то, скорее всего, конденсатор имеет большую утечку.

Следует учесть, что держаться обеими руками выводов конденсатора и металлических щупов мультиметра при измерении нельзя! В таком случае прибор зафиксирует сопротивление вашего тела, а не сопротивление конденсатора. Поскольку сопротивление тела человека меньше сопротивления утечки, то ток потечёт по пути наименьшего сопротивления, то есть через ваше тело по пути рука – рука. Результат измерения будет некорректный. Об этом простом правиле стоит помнить при проверке и других радиодеталей.

Проверка полярных электролитических конденсаторов с помощью омметра несколько отличается от проверки неполярных.

Сопротивление утечки полярных конденсаторов обычно составляет не менее 100 килоОм. Для более качественных конденсаторов это значение составляет не менее 1 мегаома.

При проверке таких конденсаторов омметром следует сначала их разрядить, замкнув выводы накоротко. Если этого не сделать, то есть риск сжечь мультиметр.

Далее необходимо установить предел измерения сопротивления не ниже 100 килоОм. Для упомянутых выше конденсаторов это будет предел 200k (200000 Ом). Далее соблюдая полярность подключения щупов, измеряют сопротивление утечки.

Так как электролитический конденсатор имеют довольно большую емкость, то при проверке он начнёт заряжаться. Этот процесс занимает несколько секунд, в течение которых сопротивление на цифровом дисплее будет расти — показания на нём будут увеличиваться. Это будет продолжаться до тех пор, пока конденсатор полностью не зарядится. Если значение измеряемого сопротивления перевалило за 100 килоОм, то в большинстве случаев можно с достаточной уверенностью судить об исправности проверяемого элемента.

Одной из рядовых неисправностей электролитических конденсаторов является частичная потеря ёмкости. В таких случаях его ёмкость заметно меньше, чем указанная на корпусе. Определить такую неисправность при помощи омметра сложно. Я бы сказал, что невозможно. Для точного обнаружения такой неисправности, как потеря ёмкости потребуется измеритель ёмкости, который есть не в каждом мультиметре.

Также с помощью омметра трудно обнаружить такую неисправность конденсатора как обрыв.

Для полярных электролитических конденсаторов косвенным признаком обрыва может служить отсутствие изменения показаний на дисплее мультиметра при замере сопротивления.

Для неполярных конденсаторов малой ёмкости обнаружить обрыв практически невозможно, поскольку исправный конденсатор имеет очень высокое сопротивление. Заряд ёмкости такого конденсатора проходит очень быстро и из-за этого невозможно определить имеет ли конденсатор хоть какую-то ёмкость. На дисплее мультиметра показания меняться не будут, как это происходит при заряде ёмкого электролитического конденсатора.

Как вы уже поняли, обнаружить обрыв в неполярном конденсаторе можно лишь с помощью прибора для измерения ёмкости.

На практике обрыв в конденсаторах встречается довольно редко, в основном такое бывает при механических повреждениях. Куда чаще при ремонте аппаратуры приходиться заменять конденсаторы, имеющие электрический пробой либо частичную потерю ёмкости.

Проверка конденсатора стрелочным омметром.

Ранее, когда среди радиолюбителей были распространены стрелочные омметры, проверка конденсаторов проводилась похожим образом. При этом конденсатор заряжался от батареи омметра и сопротивление, показываемое стрелкой прибора, росло. В конечном итоге величина его достигала значения сопротивления утечки.

По скорости отклонения стрелки измерительного прибора от нуля и до конечного значения оценивали и емкость электролитического конденсатора. Чем дольше проходила зарядка (дольше отклонялась стрелка прибора), тем, соответственно, была больше ёмкость. Для конденсаторов с небольшой ёмкостью (1 – 100 мкф) стрелка измерительного прибора отклонялась достаточно быстро, что свидетельствовало о небольшой ёмкости, а вот при проверке конденсаторов с ёмкостью от 1000 мкф и более, стрелка отклонялась значительно медленнее.

Проверка конденсаторов с помощью омметра является косвенным методом. Более точную и правдивую оценку об исправности конденсатора и его параметрах позволяет получить мультиметр с возможностью измерения электрической ёмкости.

Источник