Прибор для проверки ЭПС электролитических конденсаторов

Содержание

Третий вариант схемы измерителя ESR

Чтобы иметь возможность проверять тракты ЗЧ, в схему прибора необходимо ввести еще один переключатель, с помощью которого частота генератора импульсов понижается до 1 кГц.

Кроме того, измерения показали, что потребляемый прибором ток не превышает 3…5 мА, и его лучше сделать малогабаритным переносным, чтобы иметь всегда под рукой. Питать такой вариант прибора можно от батареи типа «Крона» через маломощный 5-вольтовый стабилизатор.

Схема такого варианта прибора показана на рис.З. Переключателем S2 выбирают частоту генератора, а переключателем S3 включают питание прибора.

Рис. 3. Схема самодельного измерителя ESR с питанием от батареи.

Длительная работа с прибором позволила выявить еще один «скрытый резерв»: с помощью него можно проверять катушки индуктивности (обмотки трансформаторов) на наличие короткозамкнутых витков.

При этом прибор измеряет все то же реактивное сопротивление, только на этот раз индуктивное Х|_. Индуктивное сопротивление можно рассчитать по формуле:

где Xl ~ индуктивное сопротивление, Ом; f — частота, Гц; L — индуктивность, Гн. Например, катушка индуктивностью в 100 мкГн на частоте 100 кГц имеет индуктивное сопротивление Хр=62,8 Ом.

Ели такую катушку подключить к нашему прибору, стрелка измерителя практически останется в положении «бесконечность», отклонение будет едва заметно. Наличие же в обмотке катушки короткозамкнутого витка (витков) приведет к резкому уменьшению индуктивного сопротивления, до единиц ом, и стрелка прибора в этом случае покажет какое-то малое сопротивление.

Индуктивность катушек, применяемых в радиотехнических устройствах, может находиться в очень широких пределах: от единиц микрогенри в ВЧ дросселях до десятков генри в силовых трансформаторах.

Поэтому проверка катушек с большой индуктивностью на частоте 100 кГц может вызвать затруднения. Чтобы проверять такие катушки (например, первичные обмотки маломощных силовых трансформаторов), частоту генератора нужно установить в 1 кГц (переключателем S2).

Цифровой измеритель ёмкости

В некоторых дешевых мультиметрах, которые присутствуют сейчас на рынке, имеется эта функция. Но предел измерения ограничен цифрой в 200 микрофарад. Что явно мало. Нужно хотя бы четыре тысячи микрофарад. Но такие мультиметры стоят на порядок выше. Поэтому я наконец-то решил купить измеритель ёмкости конденсаторов. Выбирал самый дешевый с приемлемыми характеристиками. Остановил свой выбор на XC6013L:

Поставляется это устройство в красивой коробке. Правда, на коробке изображение другого мультиметра:

А сверху наклейка с моделью данного прибора, наверно, у китайцев не хватает коробок:

Прибор заключён в защитный желтый кожух из мягкой пластмассы, похожей на резину. В руках чувствуется увесистость, что говорит о серьезности прибора. С нижней стороны имеется откидная подставка, которая многим может и не пригодиться:

Питается измеритель ёмкости от батарейки напряжением 9 вольт типа крона, которая поставляется в комплекте:

Обозначения на конденсаторах

От размеров элемента зависит количество данных, характеризующих его параметры. На корпус элемента наносятся обязательные электрические характеристики:

ёмкость конденсатора, С;
максимальное напряжение, на которое рассчитан элемент, В.

Маркировка конденсаторов

На очень мелких деталях может быть отмечена только ёмкость, по стандарту EIA. Если нарисованы только цифры и буква, то цифры обозначают ёмкость, буквы могут иметь расшифровку, применимую к типу конструкции. При наличии трёх цифр первые две – это ёмкость. Третья цифра, лежащая в пределах 0-6, – это множитель нуля (505 – 55*100000). Когда третья цифра 8, значение умножают на 0,01, если 9 – на 0,1.

К сведению. Буква, обозначающая ёмкость, может стоять как после числового значения, так перед ним и между цифрами. Например, Н15; 1Н5; 15Н. Таким образом, может обозначаться десятичный разряд числа – 0,15нФ; 1,5нФ; 15нФ.

Дополнительно могут быть обозначены значения:

тип – конструктивное исполнение;
вид тока – постоянный, переменный, AC – DC;
рабочая частота, Гц;
величина допустимых отклонений ёмкости, %;
полярность выводов у электролитических конденсаторов, « + » и « – ».

Обозначения на корпусе электролитического конденсатора

Как измерить ESR

Давайте замеряем некоторые наши китайские конденсаторы на ESR. Для этого берем наш многофункциональный универсальный R/L/C/Transistor-metr и проведем несколько замеров:

Первым в бой идет конденсатор на 22 мкФ х 25 Вольт:

Емкость близка к номиналу. ESR=1,9 Ом. Если посмотреть по табличке, то максимальный ESR=2,1 Ом. Наш конденсатор вполне укладывается в этот диапазон. Значит его можно использовать в высокочастотных цепях.

Следующий конденсатор 100 мкФ х 16 Вольт

ESR=0,49 Ом, смотрим табличку… 0,7 максимальный. Значит тоже все ОК. Можно тоже использовать в ВЧ цепях.

И возьмем конденсатор емкостью побольше 220 мкФ х 16 Вольт

Максимальный ESR для него 0,33 Ом. У нас же высветило 0,42 Ома. Такой конденсатор уже не пойдет в ВЧ часть радиоаппаратуры. А в простые схемки, где гуляют низкие частоты (НЧ) сгодится в самый раз! ;-).

Как проверить конденсатор мультиметром

Промышленность выпускает несколько видов проверочного оборудования для измерения электрических параметров. Цифровые более удобны для измерений и дают точные показания. Стрелочные предпочитают за визуальное движение стрелки.

Если кондер с виду абсолютно цел, проверить его без приборов невозможно. Осуществлять проверку лучше с выпаиванием из схемы. Так показатели считываются точнее. Простые детали редко выходят из строя. Зачастую механически повреждаются диэлектрики. Основная характеристика при проверке — пропуск только переменного тока. Постоянный проходит исключительно в самом начале в течение короткого промежутка времени. Сопротивление детали зависит от существующей емкости.

Предпосылка проверки полярного электролитического конденсатора мультиметром на работоспособность — емкость более 0,25 мкФ. Пошаговая инструкция проверки:

Разряжают элемент. Для этого металлическим предметом закорачиваются его ножки. Замыкание характеризуется появлением искры и звука.
Переключатель мультиметра ставится на значение сопротивления.
Прикасаются щупами к ножкам конденсатора с учетом полярности. Красным к плюсовой ножке, черным тыкаем в минусовую. Это необходимо только при работе с полярным устройством.

Конденсатор начинает заряжаться при подключении щупов. Сопротивление растет до максимума. Если при щупов мультиметр запищит при нулевом значении, значит произошло короткое замыкание. Если сразу на циферблате высвечивается значение 1, то в элементе внутренний обрыв. Такие кондеры считаются неисправными — замыкание и обрыв внутри элемента неустранимы.

Если значение 1 появилось спустя некоторое время, элемент считается исправным.

Проверить неполярный конденсатор еще проще. На мультиметре выставляем измерение на мегаомы. После касания щупами смотрим на показания. Если они окажутся менее 2Мом — деталь неисправна. Более — исправна. Полярность соблюдать ни к чему.

Электролитический

Как следует из названия, электролитические кондеры в алюминиевом корпусе наполнены электролитом между обкладками. Габариты самые разные — от миллиметров до десятков дециметров. Технические характеристики могут превышать таковые у неполярных на 3 порядка и достигать больших величин — единиц mF.

В электролитических моделях появляется дополнительный дефект, связанный с ЭПС (эквивалентным последовательным сопротивлением). Этот показатель еще обозначают аббревиатурой ESR. Такие конденсаторы в схемах с высокими частотами отфильтровывают несущий сигнал от паразитных. Но возможно подавление ЭМП, сильно снижая уровень и играя роль резистора. Это ведет к перегреву конструкции детали.

Из чего складывается ESR:

сопротивление обкладок, выводов, узлов соединения;
неоднородность диэлектриков, влага, паразитные примеси;
сопротивление электролита за счет изменения химических параметров при нагреве, хранении, высыхании.

В сложных схемах показатель ЭПС особенно важен, но измеряется только специальными приборами. Некоторые мастера самостоятельно их изготавливают и используют в связке с обычными мультиметрами.

Керамический

Сначала осматриваем устройство визуально. Особенно внимательно, если в схеме использованы детали, бывшие в употреблении. Но и новые керамические материалы могут быть бракованными. Сразу заметны кондеры с пробоем — потемневшие, вздутые, прогоревшие, с растресканным корпусом. Такие электродетали однозначно выбраковываются даже без инструментальной проверки — ясно, что они неработоспособны или не выдают назначенных параметров. Лучше озаботиться поиском причин пробоев. Даже новые экземпляры с трещиной в корпусе являются «миной замедленного действия».

Пленочный

Пленочные устройства применяются в цепях постоянного тока, фильтрах, стандартных резонансных схемах. Основные неисправности устройств с малой мощностью:

снижение рабочих показателей в результате иссыхания;
увеличение параметров тока утечки;
повышение активных потерь внутри цепи;
замыкание на обкладках;
потеря контакта;
обрыв проводника.

Измерить емкость конденсатора возможно в режиме тестирования. Стрелочные модели реагируют отклонением стрелки со скачком и возвратом к нулю. При небольшом отклонении стрелки диагностируют утечку тока при малой емкости.

Малая эффективность с низким уровнем мощности при большом токе утечки мешает широкому применению данных конденсаторов и не позволяет его потенциалу полностью раскрыться. Поэтому использование этого вида кондеров нецелесообразно.

Обозначения на конденсаторах

ёмкость конденсатора, С;
максимальное напряжение, на которое рассчитан элемент, В.

Маркировка конденсаторов

Дополнительно могут быть обозначены значения:

тип – конструктивное исполнение;
вид тока – постоянный, переменный, AC – DC;
рабочая частота, Гц;
величина допустимых отклонений ёмкости, %;
полярность выводов у электролитических конденсаторов, « + » и « – ».

Обозначения на корпусе электролитического конденсатора

Как проверить конденсатор при помощи прибора ESR-METR

Недавно я приобрел ESR-METR и я решил выполнить им ту же самую проверку.

Методика проверки очень проста. Прибор необходимо откалибровать, в моем случае в комплекте идет специальная перемычка, при помощи которой замыкается нужная группа контактов на колодке 1-4. Нажимаем кнопку и прибор автоматический калибруется, сообщив нам об этом на своем экране. После калибровки не забываем разрядить конденсатор и подключаем его к нужным нам разъемам. и производим измерение.

Каждый конденсатор обладает и паразитными свойствами, например сопротивлением. Из фото видно, что емкость конденсатора соответствует заявленным характеристикам, а также присутствует паразитное последовательное сопротивление номиналом 1.2 Ом, из за этого потери на данном конденсаторе составляют 0,5%.

В нашем случает этот показатель великоват, что говорит о высыхании конденсатора, устанавливать его в схему не рекомендуется.

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром?

Проверка путём измерения сопротивления зачастую не даёт возможности гарантированно говорить о том, что кондер работоспособен. Именно измерение ёмкости может дать ответ о полной пригодности этого элемента в радиотехнической схеме. Для проведения таких измерений понадобится более точный прибор для проверки конденсаторов, имеющий специальную функцию для измерения ёмкости.

Принцип измерения ёмкости:

Аккуратно зачищаем и выравниваем ножки.
На измерительном приборе устанавливаем значение ёмкости, близкое к оригиналу.
Вставляем конденсатор в специальные контакты на приборе. Ожидаем зарядки элемента несколько секунд. Когда показания на шкале перестанут изменяться – фиксируем их.

Измерение ёмкости прибором, имеющим специальную функцию, одинаково для накопителей энергии любого типа (полярный, неполярный). Из этой статьи мы узнали, что знание основных навыков для проверки конденсаторов мультиметром дело нужное и не очень сложное. Их легко измерять и прозванивать самостоятельно. О более точных принципах измерения можно узнать из видео в интернете.

Основные неисправности конденсаторов

Емкостные элементы играют большую роль в принципиальной схеме любого устройства. Основная их функция — заряд определенным количеством тока и импульсный разряд в цепь. К основным неисправностям конденсаторов относятся:

Обычный пробой. Пробой может быть вызван увеличением рабочего напряжения. Для ремонта требуется не только замена элемента, но и определение причины возникновения высокого напряжения.
Внутренний обрыв. При обрыве радиодеталь теряет свою емкость, так как оба ее вывода становятся изолированными. Обрыв может возникнуть при падении прибора или некачественной сборки самого элемента.
Утечка. Эта проблема связана с потерей части емкости. Чем меньше допустимая и оптимальная емкость, тем меньше размер заряда.

Ход проверки

Для начала следует провести внешний осмотр радиоэлемента, не выпаивая его из платы. О неисправности или выходе из строя могут говорить вздутие корпуса, изменение его окраски, признаки температурного воздействия (потемнение платы, дорожки отходят от поверхности и т.п.). Если электролитический раствор протекает наружу, снизу в месте крепления к плате должны остаться характерные подтеки

Для проверки фиксации на плате можно осторожно взять элемент и несильно покачать из стороны в сторону. Если одна из ножек оборвана, это сразу будет понятно по свободному ходу.

Взорвавшиеся на плате конденсаторы и сработавший «защитный надрез»

Но бывает и так

Закоротим выводы и попробуем прозвонить элемент тестером. Если прибор показывает минимальное сопротивление, конденсатор исправен и начал заряжаться постоянным током. Во время этого процесса показатель сопротивления будет расти до предельного значения или бесконечности. Поведение показателей имеет значение – стрелка аналогового тестера должна перемещаться медленно без скачков. О том, что работоспособность нарушена, говорят следующие факторы:

При подключении клемм, тестер сразу показывает бесконечность. Это говорит об обрыве в конденсаторе.
Мультиметр показывает на ноль и издает звуковой сигнал – значит произошло короткое замыкание или пробой.

В обоих случаях исправность элементов уже не восстановить и их следует выбросить.

Для того чтобы проверить, работает ли неполярный конденсатор, необходимо выбрать на мультиметре предел для измерения в мегаомах и прикоснуться контактами прибора к выводам – исправный элемент не показывает сопротивлния выше 2 мОм. Стоит помнить, что проверка элемента мультиметром на короткое замыкание, не поддерживается большинством современных приборов, если номинальный заряд радиоэлемента ниже 0,25 мкФ.

Что такое конденсатор

Конденсатором является электрическим элементом, который способен накапливать определенный электрический заряд. Главным параметром элемента считается емкость, которая рассчитывается в фарадах. 1 фарад это довольно большая величина. Современные конденсаторы имеют следующие обозначения емкости:

пикофарад обозначается pF или пФ;
нанофарад обозначается nF или нФ;
микрофарад обозначается mF или мФ.

Принцип работы устройства достаточно прост. Работа и выдача импульса отличается только от тока в цепи, к которой он подключен.

Цепь переменного тока

В цепи переменного тока конденсатор является сопротивлением. Он быстро накапливает определенный заряд и постепенно его отдает. Накопление и полная отдача происходит во время смены электрической волны.

Цепь постоянного тока

В цепи постоянного тока заряд накапливается на пластинах, увеличивая величину разницы потенциалов на обкладках. Разница потенциалов увеличивается до величины напряжения. Как только она становится равна напряжению, общая цепь разрывается.

Детали

Трансформатор Т1 наматывают на ферритовом кольце с внешним диаметром 10… 15 мм и магнитной проницаемостью 600…2000 (значения не критичны). Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,4…0,5 мм, вторичная -200 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 …0,15 мм.

В качестве провода для первичной обмотки идеально подходит монтажный провод марки МГТФ-0,5 или одножильный провод в ПВХ-изоляции («кроссировка»).

Диод VD1 обязательно должен быть германиевым, например, типов Д9, ДЗ10, Д311, ГД507. Кремниевые диоды имеют большое пороговое напряжение открывания (0,5…0,7 В), что приведет к сильной нелинейности шкалы прибора в области измерения малых сопротивлений. Германиевые же диоды начинают проводить ток при прямом напряжении 0,1…0,2 В.

Печатные платы для прибора не разрабатывались. Все варианты прибора собирались на макетных печатных платах с шагом отверстий 2,5 мм (продаются на радиорынках) методом навесного монтажа.

Правильно собранный прибор начинает работать сразу, нужно лишь подобрать сопротивление резисторов, как было указано выше. Чтобы облегчить настройку, в качестве резисторов R2 и R3 можно использовать подстроечные резисторы.

Задающий генератор может быть собран и по другой схеме. В радиолюбительской литературе подобные схемы встречаются часто

Важно, чтобы частота сигнала генератора была около 100 кГц. Можно вообще обойтись без внутреннего генератора, используя уже имеющийся в распоряжении стационарный генератор и стрелочный авометр, а прибор оформить в виде приставки к ним

Что делать в случае пробоя

К наиболее распространенным неисправностям, характерным для конденсаторов, относится пробой.

Причиной является изоляция диэлектрика, отличающаяся высоким сопротивлением. Эта особенность исключает протекание тока между проводниками.

Если конденсатор исправен, в нем возможна небольшая утечка тока сквозь изоляцию.

В случае пробоя сопротивление резко падает, и деталь превращается в простой проводник, а это ведет к замыканию в схеме.

Причиной повреждения может быть скачок напряжения, а распознать проблему можно по вздутию, потемнению или появлению черных пятен. Единственное решение в таком случае — замена.

Снижение напряжения пробоя конденсатора

Снижение максимально возможного напряжения – это так называемый обратимый пробой. Его не определить тестером. Но в схеме при работе при номинально допустимом значении напряжения элемент ведёт себя как пробитый. При этом он будет измеряться тестером как рабочий.

Определить можно постепенной подачей напряжения от отдельного источника питания до величины, указанной на корпусе. У неисправного конденсатора пробой будет происходить раньше этой величины. Электролит закипит, и корпус начнёт греться.

Внимание! Если на маркировке стоит значение «60V», то при плавной подаче напряжения на выводы от нуля до 50V элемент должен вести себя нормально. Пробоя быть не должно

Измерение ёмкости конденсаторов с помощью измерительных приборов заводского изготовления или самодельных устройств позволяет производить ремонт и наладку электронных схем. Выявление неисправного конденсатора путём измерения его физических ёмкостных значений сохранит работоспособность электронного устройства и снизит время, затраченное на ремонт.

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 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.

Виды конденсаторов

Существует несколько видов и типов конденсаторов. Они разделяются между собой по следующему принципу:

Изменение емкости. Это изменение классифицирует электронные элементы на постоянные, переменные и подстрочные.
Материал диэлектрика может быть воздухом, слюдой, тефлоном, поликарбонатом, электролитом.
Монтаж. По способу монтажа, эти радиодетали делятся на навесные и печатные.

Существуют несколько типов емкостных устройств, делящихся по принципу построения и работоспособности:

Керамические. Эти элементы выполнены из диска, с обеих сторон имеющего проводник. Подобные печатные детали имеют малое рабочее напряжение, но большую емкость.
Пленочные. Подобные конденсаторы имеют внутри корпуса скрученную в рулон пленку. Большой заряд и высокое рабочее напряжение удается разместить по всем слоям. Слои выполнены из фольги с диэлектриком на одной стороне.
Электролитические. Эти устройства схожи по структуре с пленочными. Отличием является материал диэлектрика. Для этих печатных элементов диэлектриком является бумага, пропитанная электролитом.
Переменные. Это устройства точной настройки приборов. Изменение емкости производится механическим способом.
Подстрочные. Это элементы одноразовой настройки параметров в приборах. Подобная настройка выполняется только на заводах изготовителях.
Пусковые. Это конденсаторы служат для запуска электрических двигателей. Они работают в цепи переменного тока в 220 вольт.

Как правильно использовать прибор

Если номинальное напряжение неизвестно, то можно действовать исходя из того, что оно составляет 10-12 В. Обычно используют резисторы, имеющие сопротивление 5-10 КОм.

Чтобы проверить деталь, не выпаивая ее из схемы, параллельно с ней можно подсоединить конденсатор с такими же параметрами в рабочем состоянии. Если схема восстановит свою работу, то это означает, что деталь была неисправна и ее следует заменить.

Вам это будет интересно Особенности импульсного паяльника

Мостовая схема

Измерение емкости без выпаивания с платы сложно и доступно только профессиональному специалисту. Прибор для проверки электролитических конденсаторов без выпайки может быть использован только с учетом схемы подключения конденсатора. Дело в том, что полученный результат будет существенно зависеть от способа подключения детали и в различных ситуациях может показать труднообъяснимые результаты. Например, если параллельно с ним включена катушка, то при измерении емкости без выпайки будет показано нулевое сопротивление.

Если неисправен конденсатор, надо его проверить, применив один из имеющихся методов. В случае неисправности потребуется его заменить, чтобы плата восстановила свою работоспособность.

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.

Теория

Итак, обо всем по порядку.

Для начала позвольте немного теории, чтобы полнее представлять суть проблемы. ESR — это аббревиатура от английских слов Equivalent Serial Resistance, в переводе означает «эквивалентное последовательное сопротивление».

В упрощенном виде электролитический (оксидный) конденсатор представляет собой две алюминиевые ленточные обкладки, разделенные прокладкой из пористого материала, пропитанного специальным составом — электролитом.

Диэлектриком в таких конденсаторах является очень тонкая оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминиевой фольги при подаче на обкладки напряжения определенной полярности.

К этим ленточным обкладкам присоединяются проволочные выводы. Ленты сворачиваются в рулон, и все это помещается в герметичный корпус. Благодаря очень малой толщине диэлектрика и большой площади обкладок оксидные конденсаторы при малых габаритах имеют большую емкость.

В процессе работы внутри конденсатора протекают электрохимические процессы, разрушающие место соединения вывода с обкладками.

Контакт нарушается, и в результате появляется так называемое переходное сопротивление, достигающее значения десятков ом и более, что эквивалентно включению последовательно с конденсатором резистора, причем последний находится в самом конденсаторе.

Зарядные и разрядные токи вызывают нагрев этого «резистора», что еще больше усугубляет разрушительный процесс. Другая причина выхода из строя электролитического конденсатора — это известное радиолюбителям «высыхание», когда из-за плохой герметизации происходит испарение электролита.

В этом случае возрастает реактивное емкостное (Хс) сопротивление конденсатора, так как емкость последнего уменьшается.

Наличие последовательного сопротивления негативно сказывается на работе устройства, нарушая логику работы конденсатора в схеме. (Если включить, например, последовательно с конденсатором фильтра выпрямителя резистор сопротивлением 10…20 Ом, на выходе последнего резко возрастут пульсации выпрямленного напряжения.).

Особенно сильно сказывается повышенное значение ESR конденсаторов (причем всего до 3…5 Ом) на работе импульсных блоков питания, выводя из строя более дорогостоящие транзисторы или микросхемы.

Принцип работы описываемых измерителей ESR основан на измерении емкостного сопротивления конденсатора, т.е., по сути, это омметр, работающий на переменном токе. Из курса радиотехники известна формула:

где Хс — емкостное сопротивление, Ом; f -частота, Гц; С — емкость, Ф. Например, конденсатор емкостью 10 мкФ на частоте 100 кГц будет иметь емкостное сопротивление 0,16 Ом, 100 мкФ — 0,016 Ом и т.д. В реальном конденсаторе это значение будет несколько выше из-за наличия паразитной индуктивности (сопротивления потерь), однако для наших целей особая точность измерений не нужна.

Выбор частоты измерения 100 кГц обусловлен тем, что многие фирмы, производящие конденсаторы с низким ESR, максимальный импеданс конденсатора (т.е. ESR) задают именно на этой частоте.

Следует отметить, что формула (1) справедлива для переменного тока синусоидальной формы, описываемые же измерители работают с генераторами прямоугольных импульсов. Но, как было замечено выше, нам нужно не точность измерений, а возможность различать конденсаторы с ESR, например, 0,5 и 5 Ом.

Пошаговая инструкция проверки конденсатора мультиметром

Наиболее распространенная проблема, связанная с конденсатором — пробой, который приводит к снижению сопротивления в диэлектрике.

Неисправность можно определить с помощью внешнего осмотра на факт вздутия, потемнения или появления черных пятен, а также более глубокой проверки с помощью прибора.

Изучение конденсатора на факт исправности возможно после выпаивания или прямо на плате. Ниже приведем разные варианты выполнения этой работы.

Внешний осмотр

Во многих ситуациях достаточно одного взгляда, чтобы определить неисправность детали. В этом случае можно ускорить проверку и избежать применения мультиметра.

Конденсатор нужно поменять в следующих случаях:

вздутие;
течь жидкости изнутри;
вмятины или механические повреждения;
сколы или трещины (характерно для керамических изделий).

При выявления любого из указанных выше повреждений использовать деталь запрещено, и ее нужно поменять.

Проверка мультиметра полярного конденсатора

Проверке подлежат конденсаторы емкостью больше 0,25 мкФ.

Сопротивление таких емкостей небольшое, поэтому при выборе диапазона важно быть внимательным.

Во многих мультиметрах предельный диапазон равен 100 кОм, а у более мощных он может достигать 1 мОм.

Алгоритм действий, следующий:

Снимите оставшийся заряд путем выкорачивания. Как это сделать правильно, рассмотрено выше.
Установите подходящий предел измерений и подключите устройство к конденсатору с учетом «плюса» и «минуса» (руками к щупам касаться запрещено).
Смотрите на параметр, указанный на экране. Он должен составлять более 100 кОм.

Отметим, что весь период замера параметр сопротивления будет меняться в большую сторону. Эта особенность будет заметна на экране.

Это связано с тем, что конденсатор заряжается от мультиметра, а в конечном итоге достигает отметки «1».

Если цифра «1» появится сразу, то это будет указывать на обрыв внутренней цепи.

Если показания не изменились, а прибор начал издавать звук, значит произошло короткое замыкание.

Проверка мультиметром неполярного конденсатора

На контроль неполярного конденсатора необходимо еще меньше времени.

Сделайте следующие шаги:

Снимите оставшийся заряд подручным инструментом, к примеру, отверткой.
Установите на мультиметре предел измерения в мегаомах.
Коснитесь щупами к выводам емкости.
При наличии сопротивления меньше 2 Мом конденсатор можно выбросить.

Особенность неполярных устройств в том, что в них не требуется соблюдение полярности. Для сравнения можно взять два устройства, чтобы один гарантированно был целым.

Если нужно проверить деталь с емкость до 0,5 мкФ, с помощью измерительного прибора сделать это не выйдет. В таком случае мультиметр будет показывать КЗ.

Для проверки неполярного конденсатора напряжением более 400 В работа делается после зарядки от источника, который защищен от короткого замыкания.

Последовательно с конденсатором подключается резистор, который рассчитан на сопротивление больше 100 Ом. Применение такого элемента позволяет уменьшить первичный бросок тока.

Существует также метод проверки на искру. В таком случае устройство нужно зарядить до рабочей величины, а после закоротить выводы с помощью отвертки (ручка инструмента должна быть изолирована).

По интенсивности искрения можно приблизительно узнать о силе разряда (для конденсаторов с небольшой емкостью, смотрите меры безопасности).

Сразу после заряда можно изменить напряжение. Конденсатор исправен, если он длительное время сохраняет заряд.

Разрядка устройства происходит постепенно через резистор. По причине сильного искрения разрядить его, к примеру, отверткой не получится.

Использование аналоговых измерителей

Для проверки конденсатора не обязательно иметь новый и современный мультиметр. Можно использовать обычную Ц4313, если она осталась со времен СССР или YX-1000A.

Способ измерения такой же, но сами проверки более наглядны с визуальной точки зрения.

Здесь нужно смотреть не на цифры, а на движение стрелки прибора.

Для проверки сделайте следующее:

Жмите на кнопку RX.
Вставьте щупы в специальные разъемы.
Берите конденсатор и разрядите его.
Прикоснитесь щупами к конденсатору.
Если деталь исправна, стрелка будет отклоняться, а потом плавно вернется в первоначальную позицию. Скорость движения зависит от емкости проверяемого конденсатора.

Если при проверке стрелка не отклоняется или зависла в конкретной позиции, это свидетельствует о неисправности детали.