Как проверить конденсатор — используем мультиметр для проверки на работоспособность конденсатор

Что такое емкость

Основной характеристикой конденсатора является его способность накапливать электрический заряд, она называется емкостью и измеряется в фарадах.

Когда проверяют работоспособность конденсатора

Для способности принимать, удерживать и излучать электрические заряды конденсатор используется в системе питания и зажигания. Станция повышенной мощности используется в нестандартной акустике, оснащенной усилителем и сабвуфером.

Необходимо определить исправность детали, если устройство перестало корректно работать или мешает работе других устройств. В автомобиле поврежденный аккумулятор электрического заряда может повлиять на работу двигателя, магнитолы или аудиосистемы.

Наиболее важные признаки неисправности конденсатора:

• двигатель с трудом, а иногда и невозможно запустить;
• нестабильная работа двигателя на холостом ходу;
• фары, мигающие в такт низким частотам автомобильной акустики;
• при прослушивании радио слышны сильные помехи.

В этом видео объясняется, почему двигатель автомобиля не будет работать с поврежденным конденсатором в системе зажигания.

Подготовка

Если вы собираетесь прозвонить конденсатор, следует подготовить необходимые инструменты.

В процессе проверки вам могут понадобиться:

• аналоговый (со стрелкой) или цифровой омметр или мультиметр;
• небольшие кусочки проволоки для облегчения сборки тестовой схемы;
• лампочка или автомобильный индикатор;
• отвертка.

Следует помнить, как проверить электролитический конденсатор мультиметром и не повредить его. Необходимо строго подключать плюсовой и минусовой щупы прибора к плюсовому и минусовому зажимам детали, не забывая об опасности работы с токоведущими электроприборами и соблюдая технику безопасности при проведении работ.

Основные типы конденсаторов

Следует уделить несколько минут внимания принципам устройства и работы конденсаторов, а также вариациям этих схемных элементов. Так будет легче понять, на чем основана методика проверки их работоспособности.

Итак, конденсатор — очень распространенный элемент в электрической цепи, где накапливается заряд. Устройство простое — в отличие от многих других элементов здесь нет полупроводниковых соединений.

По сути, это просто две проводящие пластины большой площади (их обычно называют пластинами) одинакового размера, находящиеся на небольшом расстоянии друг от друга, то есть прямого электрического контакта между ними нет и быть не должно. Этот зазор заполнен диэлектрическим материалом.

Принятое условное обозначение конденсатора на схемах лишь очень наглядно показывает принцип работы устройства.

Проводящие пластины, разделенные тонким зазором, стремятся накапливать электрический заряд.

Понятно, что в цепи постоянного тока проводимости через конденсатор нет, так как цепь фактически разорвана. Но зато на обкладках накапливается (конденсируется) электрический заряд. И чем больше площадь этих пластин, тем больший заряд можно накопить. Показателем этих возможностей является значение емкости конденсатора.

Эта физическая величина измеряется в фарадах (F). Фарада – это способность собрать 1 кулон заряда при разности потенциалов на обкладках в 1 вольт. Но не позволяйте этим «единицам» одурачить вас: на самом деле 1 F — это просто большое число. На самом деле вам придется иметь дело с гораздо меньшими количествами:

1 мФ = 0,001 Ф = Ф х 10-3 — миллифарад;

1 мкФ = 0,001 мФ = Ф×10⁻⁶ — микрофарад;

1 нФ = 0,001 мкФ = Ф×10⁻⁹ — нанофарад;

1 пФ = 0,001 нФ = Ф×10⁻¹² — пикофарад

Несмотря на общий принцип устройства и работы, конденсаторы все же могут иметь существенные отличия по конструкции.

Разнообразие конденсаторов как по рабочим параметрам, так и по габаритам очень велико

В первую очередь их можно разделить на две большие группы — полярные и неполярные конденсаторы.

• Для неполярных элементов взаимное расположение их пластин в общей цепи не имеет значения. Такие конденсаторы выпускаются в следующих основных «формах».

Керамические конденсаторы – в качестве разделительного диэлектрического слоя между обкладками используется керамический состав. Эти элементы характеризуются компактностью, широким диапазоном допустимых рабочих напряжений, невысокой стоимостью при достаточно высокой надежности и долговечности.

Керамические конденсаторы

Для достижения более высоких значений емкости необходимо увеличить площадь пластин. Это достигается скатыванием в рулон (или в «гармошку») двух токопроводящих лент со специальным металлизированным покрытием (или даже ленты из алюминиевой фольги) с помещенной между ними диэлектрической прокладкой.

По такому принципу устроены пришедшие им на смену бумажные, металлобумажные, слюдяные и серебряно-слюдяные конденсаторы.

Конденсаторы из серебряной слюды

К неполярным относятся и мощные пусковые конденсаторы, которые имеются во многих моделях бытовой техники, оснащенных электроприводами. Они собраны в достаточно большую цилиндрическую или кубическую коробку, имеют вкладыши из металлизированной полипропиленовой пленки и заполнены диэлектрическим маслом.

Принцип устройства пускового конденсатора: 1 — металлический корпус; 2 — покрытие — полоски полипропиленовой пленки с вакуумным металлизированным напылением; 3 — прокладка из диэлектрической пленки; 4 — заливка из диэлектрического нетоксичного масла; 5 — клеммы-разъемы для подключения к электрической цепи устройства.

Их не зря называют стартёрами — они способны накапливать весьма значительный заряд для выработки мощного пускового импульса и повышения коэффициента мощности электроустановок. Также они способны сглаживать значительные колебания в высоковольтных системах.

• Поляризованные конденсаторы, как следует из названия, требуют соблюдения полярности при установке в цепь.

Наиболее распространенными на сегодняшний день являются полярные конденсаторы в цилиндрическом алюминиевом корпусе. Часто такие элементы еще называют «электролитическими». Это название предопределяет тот факт, что свободное пространство между пластинами заполнено специальным электролитом.

Диапазон габаритов и электрических характеристик очень широк, но если неполярные малогабаритные конденсаторы чаще всего ограничиваются по емкости единицами микрофарад, то электролитические могут насчитывать даже тысячи мкФ, то есть единицы мФ. На три порядка больше!

Электролитические полярные конденсаторы

Шагом вперед стало появление полярных танталовых конденсаторов, где отношение размеров к возможным показателям емкости значительно выше. То есть это лучший вариант в тех случаях, когда требуется компактная схема наряду с высокой емкостью. Правда, стоят такие детали гораздо дороже, к тому же они слишком чувствительны к пульсирующим токам и к перенапряжениям, что нередко выводит их из строя.

Танталовые полярные конденсаторы представляют собой миниатюрные «капельки» с очень внушительными значениями емкости.

Здесь были рассмотрены не все формы производства конденсаторов, но принцип их устройства, вне зависимости от внешнего вида, остается одним и тем же.

Проверка приборами-тестерами

Последовательность действий:

1. Меняем омметр или мультиметр на верхний предел измерений.
2. Опорожняем замыканием центрального контакта (провода) на коробке.
3. Подключаем один щуп к измерительному блоку на провод, другой — к корпусу.
4. Об исправности детали свидетельствует плавное отклонение от стрелки или изменение цифровых значений.

Если сразу отображается значение «0» или «бесконечность», это означает, что проверяемая деталь нуждается в замене. Во время теста нельзя прикасаться к клеммам накопителя энергии или подключенным к ним щупам прибора, иначе будет измеряться сопротивление именно вашего тела, а не исследуемого элемента.

 

Емкость

Для измерения емкости вам нужен цифровой мультиметр с правильной функцией.

Подход:

1. Устанавливаем мультиметр в режиме определения емкости (Сх) в положение, соответствующее ожидаемому значению исследуемой детали.
2. Подключаем провода к специальному разъему или к щупам мультиметра.
3. На дисплее отображается значение.

Также можно определить величину емкости по принципу «маленький-большой» на обычном мультиметре. При малом значении на индикаторе стрелка будет отклоняться быстрее, а чем больше «ёмкость», тем медленнее будет двигаться указатель.

Напряжение

Помимо емкости, следует проверить рабочее напряжение. По полезной части соответствует тому, что указано на корпусе. Для проверки понадобится вольтметр или мультиметр, а также источник зарядки исследуемого элемента с меньшим напряжением.

Делаем замер на заряженной детали и сравниваем с номиналом. Действовать надо аккуратно и быстро, так как в процессе теряется заряд в накопителе, и важно запомнить первую цифру.

Сопротивление

При измерении сопротивления мультиметром или омметром индикатор не должен находиться в крайних положениях измерения. Значения «0» или «бесконечность» указывают на короткое замыкание или обрыв цепи соответственно.

Проверяем без приборов

Порядок проверки работоспособности неустройственных накопителей энергии:

1. От разъема на трамблерном переключателе отсоединяем провода, идущие от конденсатора и катушки зажигания.
2. Между проводами крепим контрольную лампу или контакты к автосигнализатору.
3. Включаем зажигание, загорается лампочка — это значит, что проверяемая деталь неисправна, ее необходимо заменить.

Вместо пунктов 2 и 3, при определенных обстоятельствах, включив зажигание, можно соединить провода между собой, искрение будет сигналом об ошибке.

Если в автомобиле есть возможность проворачивать коленвал вручную, можно попробовать еще один способ проверки конденсатора.

Алгоритм действий:

1. Вращением коленвала добиваемся замыкания контактов в трамблере.
2. Отсоедините гибкий конец конденсатора от переключателя.
3. Вынимаем из крышки распределителя центральный провод.
4. Включаем зажигание и вставляем в отсоединенный разъем станции.
5. Размыкаем выключатель отверткой или поворачиваем для этого корпус трамблера, проскочившая между проводами искра заряжает конденсатор током высокого напряжения.
6. Подходим к его гибкому контакту с корпусом, разрядная искра проскакивает со щелчком и свидетельствует об исправности. Если нет искры или щелчка, проверяемую деталь необходимо заменить.

В некоторых случаях достаточно визуального осмотра.

В ходе планового осмотра могут быть обнаружены следующие неисправности:

• отек или разрыв органа;
• следы вытекания электролита;
• изменение цвета корпуса;
• признаки теплового воздействия в месте установки конденсатора.

Какие неисправности могут случиться в конденсаторе

Прежде чем научиться проверять конденсаторы на наличие неисправностей, необходимо выяснить, в чем они могут заключаться. Другими словами, вы должны знать, что искать.

Так что полный отказ или некорректная работа этого элемента схемы может быть выражена следующим образом:

• Пробой пластин конденсатора. Обычно вызвано превышением допустимого напряжения на клеммах. По факту получается, что часть цепи, которая должна быть «разорвана» конденсатором, замкнута.
• Отверстие между выводом конденсатора и пластиной. Это может произойти из-за вибраций или других механических воздействий, от превышения допустимого напряжения. Не исключен производственный брак. По факту получается, что конденсатор в цепи просто отсутствует — вместо него банальный автоматический выключатель.
• повышенный ток утечки – из-за потери диэлектрических свойств слоя, разделяющего пластины, происходит «перетекание зарядов». Конденсатор не способен удерживать полученный заряд достаточное для корректной работы время.
• Недостаточная емкость конденсатора. Это могло быть вызвано повышенным током утечки или, опять же, если честно, производственным браком. В результате схема, в которую включен такой конденсатор, работает некорректно, нестабильно или вообще приходит в негодность.
• Для электролитических полярных конденсаторов другим возможным дефектом является избыточное эквивалентное последовательное сопротивление ESR (ESR). Как известно, такие конденсаторы, работая в цепях с высокочастотными токами, способны «фильтровать» постоянную составляющую и пропускать частотный сигнал. Но этот сигнал можно «подавить» повышенным ESR по аналогии с обычным резистором, что значительно снижает его уровень. Что, кстати, тоже приводит к нагреву таких элементов схемы.

ЭПС состоит из нескольких факторов:

— общее активное сопротивление проводов, пластин и мест их соединения.

— сопротивление, вызванное неоднородностью диэлектрика, наличием примесей или влаги.

— электролитостойкость, которая может изменяться (увеличиваться) при его испарении, высыхании и постепенном изменении своего химического состава.

Для ответственных цепей очень важен показатель EPS. Но, к сожалению, оценить и сравнить это значение с допустимой таблицей без применения специальных приборов невозможно.

Специальный инструмент для диагностики конденсаторов, который оценивает как емкость, так и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR)

Справедливости ради надо сказать, что некоторые любопытные умельцы самостоятельно изготавливают приставочные приборы для оценки ESR и используют их в связке с самыми распространенными цифровыми мультиметрами. При желании в интернете можно найти множество схем таких приставок.

Приставка к мультиметру типа ДТ, позволяющая оценивать ESR электролитических конденсаторов.

Пример таблицы допустимых значений эквивалентного последовательного сопротивления (в омах — Ом) для электролитических конденсаторов с разными номиналами емкости (мкФ) и напряжения (В):

1 мкФ	—	—	2.1	2,4	4,5	4,5	8,5	9,5	8,7	8,5	3,6
2,2 мкФ	—	—	2.0	2,4	4,5	4,5	2.3	4.0	6.1	4.2	3,6
3,3 мкФ	—	—	2.0	2.3	4.7	4,5	2.2	3.1	4.6	1,6	3,5
4,7 мкФ	—	—	2.0	2.2	3.0	3,8	2.0	3.0	3,5	1,6	5.7
10 мкФ	—	8,0	5.3	2.2	1,6	1,9	2.0	1,2	1,4	1,2	6,5
22 мкФ	5.4	3,6	1,5	1,5	0,8	0,9	1,5	1.1	0,7	1.1	1,5
33 мкФ	4.3	2.0	1,2	1,2	0,6	0,8	1,2	1,0	0,5	1.1	—
47 мкФ	2.2	1,0	0,9	0,7	0,5	0,6	0,7	0,5	0,4	1.1	—
100 мкФ	1,2	0,7	0,3	0,3	0,3	0,4	0,15	0,3	0,2	—	—
220 мкФ	0,6	0,3	0,25	0,2	0,2	0,1	0,1	0,2	0,2	—	—
330 мкФ	0,24	0,2	0,25	0,1	0,2	0,1	0,1	0,1	0,2	—	—
470 мкФ	0,24	0,18	0,12	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,15	—	—
1000 мкФ	0,12	0,15	0,08	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	—	—
2200 мкФ	0,12	0,14	0,14	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	—	—
3300 мкФ	0,13	0,12	0,13	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	—	—
4700 мкФ	0,12	0,12	0,12	0,01	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	—	—

Как проводится проверка конденсаторов

Первый шаг – выбраковка по возможным внешним признакам

Если при некорректной работе или при полной неработоспособности схемы возникают подозрения на наличие конденсаторов, разумно будет предварительно произвести тщательный визуальный осмотр этих элементов. Не исключены внешние признаки, которые однозначно дадут понять о возникших проблемах.

Аналогичную визуальную «ревизию» следует произвести при монтаже схемы, особенно если для ее сборки используются бывшие в употреблении радиодетали. Кстати среди абсолютно новых нет-нет и есть явно бракованные.

Обычно конденсаторы с пробоем сразу становятся заметными – это выражается в потемнении, вздутии, подгорании или растрескивании керамического корпуса. Понятно, что такие элементы подлежат безусловной замене, и не стоит даже тратить время на дальнейшую проверку — лучше сосредоточиться на поиске возможных причин, приведших к таким последствиям.

Керамическая обкладка конденсатора треснула и раскрошилась — явный признак пробоя и необходимости замены.И в данном случае, судя по всему, пробой конденсатора еще и сопровождался не слабой электрической дугой.

Даже если новый керамический конденсатор установлен, но у него уже есть трещины или сколы на крышке, его лучше сразу отложить на предмет брака — стоимость не такая высокая, как поставить в схему «мину замедленного действия». Разумнее поставить полностью исправный и внешне неповрежденный элемент.

Пробой чаще встречается на неполярных конденсаторах или полярных танталовых конденсаторах (они очень чувствительны к скачкам напряжения).

Явные признаки выхода из строя, либо состояния, близкого к критическому, хорошо сигнализируют электролитические полярные конденсаторы. Это связано с их необычным дизайном.

При превышении допустимого напряжения или изменении полярности на отводах внутри «бочки» сильно активизируются химические реакции, сопровождающиеся перегревом электролита и его испарением. Это может просто привести к высыханию конденсатора, т.е он потеряет номинальную емкость и увеличит ток утечки. Но повышение давления внутри алюминиевой коробки часто заканчивается ее разрывом.

Нехарактерный, но все же иногда встречающийся боковой излом корпуса полярного электролитического конденсатора из алюминия.

Чтобы свести к минимуму вероятность повреждения соседних элементов схемы пробитым электролитическим конденсатором, производители предусматривают на цилиндре утонченную верхнюю «крышку», которая дополнительно надрезается в виде креста или звезды.

Таким образом, искусственно создается «слабое звено» корпуса, чтобы в случае взрыва (прорыва паров электролита) оно было направлено вверх.

Не замеченный вовремя вздувшийся конденсатор может разорваться внутренним давлением — последствия показаны на фото. Лучше не поднимать!

Но еще до этой критической ситуации конденсаторы начинают «сигнализировать» о скором «конце карьеры» вздутием этой ослабленной стенки. По этому внешнему признаку следует немедленно, не откладывая, затирать и заменять элементы схемы. Дальнейшие проверки таких конденсаторов вряд ли имеет смысл проводить.

На четырех конденсаторах — явное вздутие верхней стенки, что говорит о необходимости замены. А на двух — тоже есть признаки разгерметизации и прорыва электролита наружу.

Правда, следует быть осторожным и обратить внимание еще на один признак. Бывает, что даже при отсутствии деформации верхней стенки цилиндра конденсатора избыточное давление вызывает выталкивание нижней диэлектрической пробки, через которую проходят отводы. Бывает не так часто, но все же…

Верхняя крышка явно не деформирована, но нижняя явно выдавлена. Возможно, причина этого в заводском браке, но конденсатор однозначно нуждается в замене.

Так что при наличии явных внешних признаков выхода из строя конденсатора не стоит тратить время на последующую более тщательную проверку — даже если показатели находятся в пределах, вроде бы, нормы, последующее использование все же крайне нежелательно.

Но в том случае, если признаков нет, но подозрения из-за непригодности схемы падают именно на конденсатор, его следует проверить доступными методами. Для этого они сначала спаяли свои схемы.

Многие спрашивают, можно ли проверить конденсатор не выпаивая из платы? Да, есть какие-то способы или хитрости на этот счет, но они далеко не всегда возможны, и часто не дают достоверной картины. Подробнее на этом остановимся ниже. Но для качественной проверки, не имея в своем распоряжении специальных приспособлений, элемент все же нужно разобрать.

Читайте также: Как повысить напряжение в сети в домашних условиях: методы получения 380В из 220В

Проверка конденсатора с помощью мультиметра

В распоряжении домашнего мастера – неспециалиста по электронике, как правило, может быть только обычный мультиметр. Но определенную диагностику и утилизацию вышедших из строя конденсаторов можно провести и с его помощью.

Проверка с помощью омметра

Чаще всего первым делом проверяют конденсатор на пробой или обрыв цепи с помощью омметра. Такой «аудит» действительно является косвенным, но все же может выявить явные проблемы, т.е отбраковку. Правда, есть нюансы, которые зависят как от типа конденсатора, так и от его номинальной емкости.

Любой конденсатор не должен пропускать постоянный ток. То есть — иметь очень высокое сопротивление. Возможный ток утечки может быть — он зависит от качества диэлектрического разделения между пластинами, но в идеале он настолько мал, что им можно пренебречь.

То есть при измерении сопротивления между выводами конденсатора должно получиться очень высокое значение. Для работы с неполярными элементами оно находится в диапазоне выше 2 МОм.

Это означает, что мультитестер необходимо перевести в режим омметра на максимальном диапазоне. Для самых распространенных моделей это как раз и есть предел измерения 2000 кОм = 2 МОм.

Мультиметр установлен в режим измерения сопротивления с пределом до 2000 кОм или 2 МОм

Перед проверкой конденсатора его следует «очистить» от возможного остаточного заряда. Для элементов с малой емкостью и с низкими показателями напряжения это делается перескакиванием на клеммы отверткой, пинцетом, щупом и т.п.

Разрядка небольшого конденсатора простым замыканием клемм.

Для разрядки конденсаторов емкостью более 100 мкФ и особенно с рабочим напряжением более 50 вольт контакты следует соединять через резистор сопротивлением около 5÷20 кОм и мощностью не менее 1 Вт. В противном случае , можно получить довольно мощную искру, что небезопасно. Прыжки с резистором выполняются в течение двух-трех секунд до полной разрядки конденсатора.

Если испытывается неполярный конденсатор, сопротивление, как уже было сказано, должно быть не менее 2 МОм. Если прибор типа DT настроен на максимальный предел измерения 2000 кОм, следует ожидать, что на дисплее будет единица в крайнем левом разряде, что указывает на то, что цепь действительно разомкнута, то есть измеренное значение выше максимального установленного предела.

Другие типы мультиметров могут иметь другую индикацию отсутствия проводимости — например, буквенные обозначения «ОЛ».

В любом случае, если на дисплее отображается либо полное отсутствие проводимости, либо очень высокое значение сопротивления (более 2 МОм), можно смело говорить о том, что пробой не обнаружен, а ток утечки, если он есть, находится в пределах допустимые пределы.

В распоряжении автора статьи мультиметр ZT102, в котором реализовано автоматическое определение пределов измерений, то есть достаточно просто установить режим работы на омметр, и прибор сам определит и отобразит единицы измерения на своем своя. Попробуем проверить на пробой керамический конденсатор емкостью 4700 пФ = 4,7 нФ

Мультиметр настроен на измерение электрического сопротивления.

Подготовка к измерению – установлен необходимый режим. Символы на дисплее указывают на отсутствие проводимости между щупами прибора. Клеммы пробника соединены с клеммами конденсатора. На дисплее ничего не изменилось.

После подключения конденсатора к щупам (полярность в данном случае значения не имеет) на экране не отмечается никаких изменений — все те же символы, указывающие на отсутствие проводимости.

Вывод — полного пробоя или недопустимо высокого тока утечки точно нет.

К сожалению, такая проверка не дает вразумительного ответа, есть ли обрыв в этом конденсаторе (обрыв характеризуется точно такими же показаниями дисплея). Просто ток, необходимый для зарядки столь малой емкости, настолько ничтожен, а собственно зарядка происходит так быстро, что мультитестер не успевает на это среагировать изменением показаний.

Так, аналогичный метод на неполярных конденсаторах малой емкости, менее 1 мкФ, и применение приборов с малыми пределами измерений не дает однозначного ответа о полной исправности элемента. И для полной картины не обойтись без измерения емкости.

Теперь для сравнения посмотрим на проверку омметром неполярного конденсатора с более высоким номиналом емкости — 1 мкФ.

Исходное положение то же, но неполярный конденсатор уже имеет указанную мощность 1 мкФ. Показания сопротивления на экране «начинаются» с сотен кОм, быстро пересекают мегаомную черту и продолжают быстро расти по мере увеличения значений, показывая, что ток заряда конденсатора быстро уменьшается. Наконец зарядка полностью закончилась, и на дисплее появилось сообщение «обрыв цепи».

В этом случае можно с уверенностью констатировать, что пробоя тоже нет (заряженный конденсатор ток не проводит), и пробоя точно нет, так как мы наблюдали процесс заряда.

Справедливости ради отметим следующее – для показанного мультиметра предел измерения электрического сопротивления ограничен 60 МОм. Скорее всего, именно это обстоятельство позволило наблюдать за процессом заряда этого сравнительно небольшого конденсатора.

Был бы предел в 2 МОм — скорее всего все это измерение уместилось бы в доли секунды, став почти незаметным. Что ж – несомненный плюс для устройств с расширенным радиусом действия.

Теперь проверим полярные электролитические конденсаторы омметром. Принцип не измеряется. Правда, при использовании мультиметров с выделенными диапазонами рекомендуется ставить ограничение около 200 кОм. Дело в том, что для многих из этих конденсаторов нормальным считается сопротивление утечки более 100 кОм, для некоторых высших качеств заявленный допустимый предел составляет 1 МОм.

Итак, в большинстве случаев при достижении сопротивления 200 кОм можно судить об отсутствии пробоя, обрыва и пригодности такого конденсатора к работе. Но на всякий случай можно поставить такое же ограничение в 2000 кОм, и даже, если не жалко аккумуляторов мультитестера, попробовать дождаться полного заряда.

Попробуем поэкспериментировать с электролитическими конденсаторами разной емкости с помощью мультиметра ZT102, то есть с «плавающим» пределом измерения сопротивления.

Сначала проверим конденсатор 10 мкФ. Внешне признаков неисправности нет.

Подготовка к измерениям — мультиметр переходит в режим омметра

Тот факт, что в показанном примере к выводам конденсатора припаяны провода, не должен никого вводить в заблуждение. Если длина проводов позволяет проводить измерения непосредственно с помощью щупов или зажимов типа «крокодил», удлинители не нужны.

И в данном случае провода припаяны только для того, чтобы освободить руки во время замера для фотосъемки. При всех достоинствах этого мультитестера есть у него и недостаток — нет отдельной контактной панели для проверки конденсаторов.

Конечно, очень удобно, когда в мультитестере есть специальный блок розеток именно для проверки конденсаторов — можно не волноваться о проводах

Разные цвета припаянных проводов — чтобы не перепутать полярность, так как здесь это уже важно. Черный измерительный провод (СОМ) мультитестера должен идти на «минус» на конденсаторе, соответственно красный на «плюс».

Подключаем щупы к конденсатору.

Показатели сопротивления неуклонно растут

Показатели на экране довольно быстро, буквально за секунду, пересекли черту в 1 МОм и продолжают расти.

Достигнуто значение 20 МОм — на этом было решено остановиться.

Рост показателей сопротивления, в отличие от неполярных конденсаторов, не такой быстрый. При достижении 20 МОм было принято решение завершить проверку — уже видно, что ни обрывов, ни пробоев, ни значительных токов утечки нет.

Второй на очереди конденсатор на 470 мкФ. Если внимательно присмотреться, то можно отчетливо увидеть начинающийся отек века.

Новое вздутие в верхней стенке корпуса уже говорит о якобы непригодности конденсатора. Но просто для развлечения и сравнения, давайте проверим.

По идее, проверять не стоит, но все же посмотрим, как будет выражаться его и без того заметный внешний недостаток.

На первом этапе измерения показатели сопротивления выросли до определенного предела

Сначала проверка прошла «в штатном режиме» — сопротивление увеличилось с сотен килоом до 5,7 МОм. Но в отличие от ранее испытанных элементов, начался обратный процесс — сопротивление стало неуклонно снижаться.

Достигнув определенного максимума, сопротивление начало падать…

Это уже явно указывает на увеличение тока утечки. Кто знает, может утечка еще в допустимых пределах, но признак явно тревожный. Причем уменьшение сопротивления не прекращается — эксперимент просто прекращается, чтобы не тратить впустую мощность мультиметра.

Падение показателя сопротивления продолжается — просто было решено завершить измерение, так как картинка уже готова.

То есть вздутие конденсатора не прошло даром — это явно дефект. Этот элемент мы дополнительно проверим, когда перейдем к измерению емкостей.

Наконец, самый большой электролитический конденсатор, взятый для испытаний, имеет номинал 2200 мкФ.

Начальные замеры сопротивления около 50 кОм, но они очень быстро увеличиваются.

Показания на экране стартовали с уровня около 50 кОм, но стабильно и достаточно быстро растут — конденсатор заряжен, а емкость весьма значительна. Вскоре показания превышают 500 кОм, а в диапазоне 600 кОм стабилизируются.

На этом уровне рост прекращается и показания достаточно стабильны, с небольшими колебаниями в несколько кОм в одну и другую сторону.

Что ж, значение сопротивления довольно велико и вполне находится в допустимых пределах для электролитического конденсатора такой большой емкости. А стабильность показаний вверху говорит и о стабильности тока разряда, который тоже, судя по всему, не выходит за рамки допустимого. Предварительный вывод: конденсатор исправен — пробоя нет, разрыва нет, чрезмерного тока утечки нет.

Конденсаторы вполне можно проверить, измерив их сопротивление стрелочным (аналоговым) тестером. Кстати, там этот процесс выглядит еще нагляднее. При подключении к проверяемому элементу стрелка обычно сначала отклоняется вправо, а затем начинает двигаться в сторону увеличения значения, то есть к левому краю, к «бесконечности».

При работе с аналоговым (стрелочным) прибором не забывайте, что шкала сопротивлений (в данном примере верхняя, зеленая) увеличивается в необычном направлении — против часовой стрелки, справа налево.

В остальном принцип проверки никак не меняется. А наглядность такой «ревизии» конденсаторов часто делает этот способ даже более предпочтительным для некоторых мастеров.

Проверка конденсаторов функцией измерения емкости

Так что косвенная проверка омметром может в ряде случаев сразу обнаружить конденсаторы, явно непригодные к дальнейшему использованию. Например, результаты измерений указывают на явный разрыв между стеками или слишком низкие значения сопротивления.

Но зачастую картина остается неполной – элемент попадает «под подозрение», но причин для вынесения «приговора» вроде бы пока нет, так как есть лишь косвенные признаки неисправности.

Кстати, в таких случаях иногда помогает «сравнительное исследование». То есть при наличии заведомо исправного конденсатора с точно таким же номиналом можно сравнить полученные значения сопротивления с рассматриваемым элементом. Теоретически, если они в хорошем состоянии, они должны быть очень близко друг к другу.

Но опять же, например, диагностировать пробой маленького конденсатора практически невозможно. Показания омметра сразу уходят в «бесконечность», что также характерно для отсутствия пробоя.

Специальный прибор для измерения емкости конденсаторов, требующий предварительной установки предела измерения.

Единственным допустимым надежным методом оценки в таких случаях является измерение емкости конденсатора. Для этого используются либо специальные приборы для проверки конденсаторов (некоторые из них помимо емкостных позволяют еще и оценивать ESR), либо мультиметры, имеющие такую ​​функцию.

В моем мультиметре ZT102 такая функция реализована, притом еще и с «плавающей запятой», то есть не требует установки единиц измерения и диапазонов — все это происходит автоматически. Поэтому попробуем проверить все те конденсаторы, которые ранее были проверены омметром — теперь уже для показателей емкости.

Начнем снова с неполярных конденсаторов.

Если вспомнить тест омметром, то самым маленьким из испытанных оказался керамический конденсатор 472. Что означает, согласно принятой маркировке, 47 пФ × 10², то есть 4700 пФ или 4,7 нФ. Тест на сопротивление дал положительный результат, но не исключил возможность поломки. Посмотрим, что покажет измерение емкости.

Мультиметр настроен на правильный режим. Кстати, на этом приборе режим измерения емкости находится в том же положении переключателя, что и режим омметра, и выбирается с помощью кнопки «ВЫБОР».

Управляется обычный керамический конденсатор, поэтому полярность значения не имеет.

Проверяет емкость небольшого керамического конденсатора.

Значение отобразилось очень быстро (сказывается малая емкость), прибор сам определил и отобразил единицы измерения — нанофарады, и выдал значение — 4,59 нФ. Показания довольно стабильны, с очень небольшими взлетами и падениями. Не в «самое яблочко», но результат очень близок к заявленному номиналу.

Можно сказать, что этот конденсатор абсолютно «исправен» и пригоден для дальнейшего использования.

Второй в очереди конденсатор на 1 мкФ. Как мы помним, проверка омметром давала основания исключить как повреждение, так и поломку. Его реальную мощность еще предстоит определить. Подключаем щупы к выводам конденсатора (не соблюдая полярности).

Проверяет емкость конденсатора 1 мкФ

На экране после небольшой паузы — 983,5 нФ, что равно 0,98 мкФ. Опять же — показатель емкости не совсем точен с номиналом, но очень к нему близок. А главное стабильно.

Конденсатор должен быть признан полностью годным

Далее — тройка полярных электролитических конденсаторов. Мы проверяем их, чтобы увеличить пропускную способность. Тут конечно уже надо соблюдать полярность подключения щупов.

Проверяется емкость конденсатора номиналом 10 мкФ — получаются четкие и стабильные показатели.

Конденсатор на 10 мкФ дал тестовое значение 10,2 мкФ практически без колебаний в ту или иную сторону. К нему вопросов нет.

Далее весьма проблемный конденсатор на 470 мкФ с признаками вздутия корпуса и повышенным разрядным током. Что покажет измерение емкости?

Так что есть — есть явные недостатки в этом деле:

Начальные показания после подключения «проблемного» конденсатора к щупам мультиметра.

Уже по первым показаниям прибора сразу становится понятно, что измеренная емкость почти на четверть ниже номинала — всего 329 мкФ. Но это не все…

Через несколько секунд на дисплее отобразится — значение емкости уменьшается…

Индикатор на экране нестабилен — есть тенденция к снижению емкости, причем достаточно быстро. Всего через несколько секунд значение упало до 309 мкФ и продолжает падать. Дальнейшее измерение совершенно не нужно, так как картина выхода из строя конденсатора предстала во всей ясности.

Это еще одно подтверждение того, что попытки продолжать использование электролитических конденсаторов с признаками вздутия корпуса совершенно бесплодны.

Да и на их испытания, повторимся, даже жалко тратить время — такие детали уже отслужили свое и подлежат безоговорочной утилизации. В противном случае — ждите либо некорректной работы схемы, либо ее полного выхода из строя, либо еще большего «веселья» — «фейерверка» со взрывом корпуса.

Остается последний конденсатор — емкостью 2200 мкФ. Внешне и по результатам проверки омметром опасений не вызывал.

Тест показывает, что емкость даже немного выше номинальной

Проведенный замер показал, что с конденсатором все в порядке, кроме немного завышенной емкости. Дисплей показал 2489 мФ = 2489 мкФ — вполне в допустимых пределах (обычно допуски по емкости оцениваются в ±15%). Но с другой стороны, измеренное значение стабильно, без тенденции к увеличению или уменьшению.

Вывод — состояние конденсатора вполне пригодное для дальнейшего использования.

Позволим себе небольшое замечание.

Показанная последовательность испытаний, т е сначала с помощью омметра, а затем с измерением емкости, вовсе не является обязательной. Измерение сопротивления лишь продемонстрировало, как во многих случаях явно неисправный элемент может быть обнаружен при отсутствии устройства контроля емкости. Однако, как мы помним, достоверность такой проверки иногда бывает неполной.

То есть, если есть возможность измерить емкость, начинать надо именно с нее. Он однозначно покажет работоспособность конденсатора по всем параметрам — при обрыве, пробое или большой утечке емкость будет либо просто не поддающейся измерению, либо ее показатель будет очень далек от номинального, либо, как показано на рис рассмотренном примере, стоимость окажется неустойчивой, с тенденцией к быстрому снижению.

Косвенная проверка конденсатора вольтметром

Этот тест может с достаточной степенью достоверности показать, насколько хорошо конденсатор накапливает и сохраняет полученный заряд. Правда, возможны достаточно высокие показатели как емкости, так и напряжения, иначе «визуальный подход», используемый для оценки работы элемента, может просто стать невидимым для восприятия.

Суть метода в том, что конденсатор предварительно необходимо зарядить от внешнего источника питания. Также рекомендуется, чтобы напряжение этого источника составляло примерно половину предельного, указанного на конденсаторе. Например, для конденсатора с пределом 25 вольт вполне подойдет блок питания на 12 вольт.

Обычно для зарядки требуется несколько секунд. Кстати, пока идет зарядка, для контроля будет полезно проверить на клеммах блока питания, какое именно напряжение подается на обкладки конденсатора.

После завершения зарядки блок питания отключается. Мультитестер должен быть настроен на измерение напряжения постоянного тока в пределах ожидаемого диапазона (например, 20 вольт). Буквально через несколько секунд щупы касаются выводов конденсатора.

Здесь важно быть внимательным, так как основным значением будет показание вольтметра, снятое в момент первого прикосновения — это значение должно быть максимально приближено к напряжению, приложенному во время зарядки. Так что, конечно, когда конденсатор разрядится через мультиметр, он упадет. Скорость разряда зависит от показателя емкости и значения эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС).

Если первичное показание слишком далеко от «эталона» — это может свидетельствовать о слишком большом токе утечки и непригодности конденсатора для нормальной работы.

Однако этот метод по-прежнему полон субъективной составляющей, зависящей от личного восприятия быстро меняющихся показаний. То есть о его полной объективности говорить сложно. Хотя наверняка поможет выявить явный дефект. А в сомнительных случаях все же лучше найти возможность полной проверки емкости конденсатора.

«Народный» способ – проверка конденсатора коротким замыканием

Этот метод часто используют для «проверки» мощных, в том числе пусковых конденсаторов, работающих при напряжении выше 200 вольт.

Смысл в том, чтобы зарядить конденсатор часто только от сети переменного тока напряжением 220 вольт. А затем — разрядив его, закоротив провода отверткой или куском изолированного провода. При его замыкании возникает мощная искра, свидетельствующая о том, что конденсатор способен накапливать серьезный заряд.

Замыкание выводов большого конденсатора сопровождается мощным искровым разрядом.

Сразу оговорюсь — не зря выше было приведено слово «проверка». Автор данной публикации ни в коем случае не рекомендует проводить подобные испытания, особенно тем людям, которые только делают первые шаги в электротехнике.

• Во-первых, это крайне небезопасно. При малейшей неосторожности можно получить очень чувствительный, а иногда и очень опасный удар током. Особую опасность представляет непреднамеренное замыкание контактов заряженного конденсатора двумя руками. Путь тока «из рук в руки» проходит через самый уязвимый участок человеческого тела, через сердце, что иногда заканчивается очень печально.
• А во-вторых, получить таким образом объективную картину работоспособности конденсатора все же невозможно. Признайтесь, можете ли вы отличить искру, вызванную разностью потенциалов в 200 вольт, от искры, для которой потребовалось всего 100 вольт? Навряд ли. Так что говорить о полной пригодности, полной емкости и допустимой течи пока рано. Так стоит ли «городить огород»? Единственное, на что способна такая проверка, это выявить полностью неисправный конденсатор.

Можно ли проверить конденсатор, не выпаивая его с платы?

Для полной проверки уже включенного в схему конденсатора все же рекомендуется отсоединить его от платы. Дело в том, что другие элементы схемы способны повлиять на измеряемые показания, и картина получится явно недостоверной.

Очевидно, что в очередной раз никто не хочет заниматься пайкой конденсатора, что и вызывает вопрос, вынесенный в заголовок подраздела.

Нет простого ответа. Точнее, есть несколько методов, которые могут дать определенный эффект, но они не всегда просты и оправданы.

• Некоторые современные приборы, предназначенные именно для проверки конденсаторов, сразу разрабатывались с учетом возможности проверки без разборки элементов схемы. Если есть возможность использовать такой тестер, это значительно упрощает решение задачи.

Удобное компактное устройство, позволяющее снимать показания емкости конденсаторов прямо на печатной плате.

Специалисты в области радиоэлектроники часто изготавливают какие-то подобные устройства самостоятельно. При этом они охотно делятся как разработанными схемами, так и опытом своей деятельности. Например, ниже показана одна из таких схем с кратким ее описанием — может быть, кто-то ее заметит.

Схема и описание самодельного устройства для «доработки» конденсаторов без выпаивания их из платы.

Если ничего из вышеперечисленного нет, придется обойтись другими мерами.

• Конденсатор можно частично впаять, то есть с выводом. После этого проверьте мультиметром. Правда, это не всегда работает, так как в большинстве случаев эти детали сначала припаиваются с «низкой посадкой», а с электролитическими конденсаторами такой подход совершенно невозможен.
• Одним из способов, когда выпайка кажется затруднительной, может быть «изолирование» конденсатора на плате путем обрезки дорожек, идущих к соседним элементам схемы.

Прорези аккуратно вырезаются скальпелем, чтобы оставить конденсатор «в покое». Так что после проверки важно не забыть восстановить их целостность.

Способ, конечно, «варварский», особенно если идет поиск неисправного элемента — таким образом можно «перепахать» всю плату. Кроме того, если плата не односторонняя, этот метод вообще не следует использовать.

• Пожалуй, если пайка конденсатора связана с определенными трудностями, проще «поднять ножки» помещенных с ним в последовательную цепь элементов, например, резисторов. Это устранит их влияние на тестируемый элемент.
• Наконец, есть еще один способ гарантировать, что неисправный конденсатор нуждается в замене. Он заключается в том, что непосредственно к выводам детали, работоспособность которой вызывает сомнения, параллельно припаивается новый конденсатор точно такого же номинала, но предварительно проверенный и гарантированно работающий. Естественно, если это полярный конденсатор, то при правильном расположении «плюса» и «минуса».

Затем выполняется пробный пуск схемы (устройства). Если улучшения заметны, или работоспособность полностью восстановилась, можно выпаять старый конденсатор и установить новый. Если положительных изменений не последовало, следует продолжить поиск неисправности в другом месте, так как маловероятно, что проблема вызвана исследуемым конденсатором.

Завершим сегодняшнюю публикацию видео-демонстрацией, в которой также речь идет о неисправностях конденсаторов и возможных способах их выявления.