При конструировании и ремонте электронной техники часто возникает необходимость в проверке радиоэлементов, в том числе и конденсаторов. О том, как с достоверной точностью проверить исправность конденсаторов перед их использованием и пойдёт речь.
Самым доступным и распространённым прибором, с помощью которого можно проверить практически любой конденсатор, является цифровой мультиметр, включенный в режим омметра.
Изменение коэффициента диэлектрических потерь и изоляционной способности указывает на ухудшение изоляции из-за влияния температуры, влажности, наличия примесей и химических веществ и поверхностной утечки изоляции. Если увеличение коэффициента диэлектрических потерь также сопровождается увеличением емкости объекта, это означает, что изоляция влажная. Если, однако, наблюдается исключительное увеличение коэффициента диэлектрических потерь - это означает его термическое разложение или наличие химических примесей.
Другим примером может быть попытка протестировать устройство при разных напряжениях. Если разница в кривой диэлектрических потерь в зависимости от испытательного напряжения изменяет угол наклона, то явления ионизации возникают при определенном напряжении.
Наиболее важным является проверка конденсатора на пробой.
Пробой конденсатора – это неисправность, связанная с изменением сопротивления диэлектрика между обкладками конденсатора вследствие превышения допустимого рабочего напряжения на обкладках конденсатора.
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 неисправности элемента.
Если пороговое напряжение меньше номинального рабочего напряжения объекта, то процессы ионизации происходят непрерывно, что приводит к деградации изоляции. Для обнаружения процессов ионизации два измерения коэффициента диэлектрических потерь выполняются при разных испытательных напряжениях: - ниже, при котором процессы ионизации обычно не происходят - выше, равно или немного выше, чем номинальное напряжение. Измерения, проводимые при разных испытательных напряжениях, показывают порог напряжения, при котором активный ток, протекающий через изоляцию, начинает увеличиваться нелинейно.
Поскольку конденсатор не пропускает постоянный ток, то сопротивление между его выводами (обкладками) должно быть очень большим и ограничиваться лишь так называемым сопротивлением утечки. В реальных конденсаторах диэлектрик, несмотря на то, что он является, по сути, изолятором, пропускает незначительный ток. Этот ток для исправного конденсатора очень мал и не учитывается. Он называется током утечки.
Зависимость коэффициента диэлектрических потерь от тестового напряжения при наличии явления ионизации. Тем не менее, изменения температуры и влажности в наибольшей степени затронуты. С другой стороны, длительная работа неполных разрядов, связанная с процессом старения изоляции обмоток двигателя, приводит к полной разрядке. Таким образом, оценка прогресса процессов неполного разряда является очень важным критерием оценки состояния изоляции. Устранение или ограничение неполных сбросов связано, прежде всего, с надлежащим выбором изоляционных материалов, структура которых должна иметь высокую степень неполного разряда.
Проверка конденсаторов с помощью омметра
Данный способ подходит для проверки неполярных конденсаторов. В неполярных конденсаторах, в которых диэлектриком является слюда, керамика, бумага, стекло, воздух, сопротивление утечки бесконечно большое и если измерить сопротивление между выводами такого конденсатора цифровым мультиметром, то прибор зафиксирует бесконечно большое сопротивление.
Такой материал представляет собой, например, слюду. Например, высоковольтные асинхронные двигатели, в которых слюда используется в изоляционных системах, могут работать при неполной разрядке тысяч пикокулюмов. Неполные разряды используются для диагностики состояния изоляции высоковольтных электрических машин, а также в высоковольтных лабораториях и испытательных пунктах после тщательной защиты измерительных систем.
Явления, сопровождающие неполные разряды в изоляционных системах, явились основой для разработки различных методов их обнаружения и измерения. В метрологии неполных разрядов электрические методы включают в себя измерения: - кажущегося заряда, - радиопомехи, - средней площади нагрузок, - измерения моста. Высокочувствительные электрические методы используются для обнаружения и измерения разрядов менее 0, 1 пК. Измерение неполного сброса в промышленных условиях является особенно сложной задачей. Прежде всего, нет возможности прямого измерения репрезентативных величин, т.е. реального или реального заряда энергии разряда.
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 цифровой мультиметр в режим измерения сопротивления и устанавливаем самый большой из возможных пределов измерения сопротивления. Для цифровых мультитестеров серий DT-83x, MAS83x, M83x это будет предел 2M (2000k), то бишь, 2 Мегаома.
Этот элемент процесса измерения называется калибровкой нагрузки, выполняемой калибратором, которая обеспечивает емкость Са тестового объекта для сброса точно определенного электрического заряда. Метод обнаружения кажущегося заряда состоит в использовании широкого спектра спектра, генерируемого одиночными импульсами молнии и интегрирующих их токовые сигналы с течением времени. Система измерения незавершенных разрядов в изоляции обмоток статора генератора показана на рисунке.
Этот метод дает возможность измерять кажущийся заряд неполных разрядов в результате типичных дефектов изоляции. Конечно, у каждого в деталях есть другая ситуация, но общий знаменатель - это вопрос о том, как туда добраться. Дело в том, что представленный здесь инструмент, хотя и гаджет, не является основным элементом инструментария каждого «домашнего героя» 😉. Гораздо чаще вы можете найти в нем мультиметр. Независимо от того, какие параметры, будь то китайский, тайваньский или другой бюджет, - каждый мультиметр мы можем проверить так называемый.
Далее подключаем измерительные щупы к выводам проверяемого конденсатора. При исправном конденсаторе прибор не покажет никакого значения и на дисплее засветиться единичка. Это свидетельствует о том, что сопротивление утечки конденсатора более 2 Мегаом. Этого достаточно, чтобы в большинстве случаев судить об исправности конденсатора. Если цифровой мультиметр чётко зафиксирует какое-либо сопротивление, меньшее 2 Мегаом, то, скорее всего, конденсатор неисправен.
Непрерывность цепи. Проверка целостности - это проверка сопротивления. Более конкретно, его исключительные случаи. Как мы знаем, каждый кабель имеет свое электрическое сопротивление, однако на нескольких, нескольких десятках или даже нескольких десятках метров он очень мал. Итак, если один и тот же провод находится на одной стороне, а другой, то сопротивление между его концами должно быть не более нескольких Ом. В домашних условиях он обычно меньше 1Ω.
Это имеет решающее значение, поскольку в противном случае это, скорее всего, последнее измерение, сделанное с помощью этого мультиметра. Лучше всего отсоединить провод теста от ничего, чтобы не показалось, что соединение между проводами истинно, но совсем другим способом, используя провода, подключенные к проводам.
Следует учесть, что держаться обеими руками выводов и щупов мультиметра при измерении нельзя. Так как в таком случае прибор зафиксирует сопротивление Вашего тела, а не сопротивление утечки конденсатора. Поскольку сопротивление тела человека меньше сопротивления утечки, то ток потечёт по пути наименьшего сопротивления, то есть через ваше тело по пути рука – рука. Поэтому не стоит забывать о правилах при проведении измерения сопротивления.
Поэтому мы приходим к ситуации, когда у нас есть оголенные концы на обоих концах. Короткий кабель - одно место может быть проверено с помощью мультиметровых зондов. Длительный кабель - только один проводник маршрутизируется на данном участке или нескольких проводниках, но мы хотим проверить каждый из них по отдельности. Длинные кабельные клеммы или две разные клеммы. . Следующим шагом будет выбор диапазона. На моем счетчике измерение сопротивления и измерение непрерывности находятся на одном и том же месте на циферблате.
В метрах, которые не имеют автоматического выбора диапазона, мы ищем идентичные символы на циферблате. В обоих случаях мы измеряем в принципе то же самое, за исключением того, что во время стандартного измерения сопротивления мультиметр не сигнализирует низкоуровневый звук, как это имеет место при измерении непрерывности цепи.
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 полярных конденсаторов это значение не менее 1 Мегаом. При проверке таких конденсаторов омметром следует сначала разрядить конденсатор, замкнув выводы накоротко.
Перед выполнением первого измерения, после установки счетчика, стоит проверить, правильно ли работает мультиметр, когда мы проверяем обхват кончика зондов. Устройство должно издавать писк, и через некоторое время на дисплее появляется измерение сопротивления около 0 Ом.
Звуковая сигнализация в изображении, о котором вы не знаете, но результат измерения правильный, мы также приступаем к действию. Когда шнур достаточно короткий, чтобы без каких-либо трюков мы достигли зондов с обоих концов, дело банально. Мы касаемся одного зонда на одном конце, другого зонда на другом конце кабеля и ожидаем звуковой сигнал, или мы можем подтвердить результат, посмотрев на дисплей.
Далее необходимо установить предел измерения сопротивления не ниже 100 килоОм. Для упомянутых выше конденсаторов это будет предел 200k (200.000 Ом). Далее соблюдая полярность подключения щупов, измеряют сопротивление утечки конденсатора. Так как электролитические конденсаторы имеют довольно высокую емкость, то при проверке конденсатор начнёт заряжаться. Этот процесс занимает несколько секунд, в течение которых сопротивление на цифровом дисплее будет расти, и будет расти до тех пор, пока конденсатор не зарядится. Если значение измеряемого сопротивления перевалило за 100 килоОм, то в большинстве случаев можно с достаточной уверенностью судить об исправности конденсатора.
Гибкие кабели имеют тенденцию к изгибу, поэтому вы можете использовать электрические разъемы для более плотного затягивания концов кабеля. Кроме того, вы можете захватывать и сжимать кончик шнура вместе с зондом. Мы делаем это, только если мы проверили, что шнур не жив три раза. Метр скрипит, сопротивление 0 Ом, далее!
Наиболее распространенная ситуация: концы кабелей находятся в двух удаленных местах. С одной стороны мы соединяем два провода одной и той же проволоки вместе, например, с помощью электрического куба, или просто скручиваем их вместе. После этой операции с другой стороны, если шнур ни в каком месте не прерывается, сопротивление между голубой жилкой и желто-зеленым должно быть незначительным из-за прямого подключения этих вен в первом месте. Поэтому мы разрезаем их на отдельный куб и применяем зонд к счетчику.
Ранее, когда среди радиолюбителей были распространены стрелочные омметры, проверка конденсаторов проводилась аналогичным образом. При этом конденсатор заряжался от батареи омметра и сопротивление, показываемое стрелочным прибором росло, в конечном итоге достигая значения сопротивления утечки.
По скорости отклонения стрелки измерительного прибора от нуля и до конечного значения оценивали емкость электролитического конденсатора. Чем дольше проходила зарядка (дольше отклонялась стрелка прибора), тем соответственно, была больше ёмкость конденсатора. Для конденсаторов с небольшой ёмкостью (1 – 100 мкф) стрелка измерительного прибора отклонялась достаточно быстро, что свидетельствовало о небольшой ёмкости конденсатора, а вот при проверке конденсаторов с большой ёмкостью (1000 мкф и более), стрелка отклонялась значительно медленнее.
Например, у вас есть двухпроводный кабель, и, очевидно, нет «прохода», используя вышеуказанный метод. Таким образом, вас интересует, нарушена ли только одна жила, и если да, то какой. В принципе, вы должны делать то же, что и в предыдущей главе, используя только дополнительный провод любого сечения.
- С одной стороны мы поворачиваем его с веной, которую хотим исследовать.
- Мы ведем ее ко второму месту, где расположен другой конец вены.
- Измерение живого провода является смертельным.
- По крайней мере, для измерителя.
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 ёмкости конденсатора.
При проверке электролитических конденсаторов необходимо перед проведением измерения ёмкости полностью разрядить проверяемый конденсатор. Особенно этого правила стоит придерживаться при проверке полярных конденсаторов, имеющих большую ёмкость и высокое рабочее напряжение. Если этого не сделать, то можно испортить измерительный прибор.
Перед установкой вы должны удалить все вспомогательные части цепи питания 300 В и убедиться, что конденсатор на входной цепи работает. В то же время вам нужно проверить, нормально ли подключены вспомогательные цепи на выходе. Для ситуаций, показанных на рисунках 1 и 2, источник используется параллельно с входной схемой. В этом случае красный провод должен быть подключен к коллектору транзистора источника, черный провод будет подключен к первичной плате, а зеленый провод будет подключен к коллектору резервной цепи.
Соединение на рисунке 1 используется на телевизорах, где напряжение 5 В в процессоре задается вторичным источником питания, а первичный источник полностью остановлен в режиме ожидания, поэтому команда поступает от процессора на оптрон. Для телевизоров, использующих альтернативное напряжение или резервное реле, зеленый провод не используется.
Например, часто приходиться проверять исправность конденсаторов, которые выполняют роль фильтрующих, и применяются в импульсных блоках питания. Их ёмкость и рабочее напряжение достаточно велики и при неполном разряде могут привести к порче измерительного прибора.
Поэтому такие конденсаторы перед проверкой следует разрядить, закоротив выводы накоротко (для низковольтных конденсаторов с малой ёмкостью), либо подсоединив к выводам резистор, сопротивлением 5-10 килоОм (для высоковольтных конденсаторов).
Если сборка используется последовательно с первичной схемой, соединение показано на рисунках 3 или 2 в зависимости от структуры первичной цепи. В этом случае используйте режим соединения на рисунке. Если на телевизоре нет пульта дистанционного управления, зеленый провод не используется. Если телевизор оснащен пультом дистанционного управления, он может добавить оптрон для источника управления, как на рисунке. Если зеленый провод используется для резервной цепи, модуль может быть поврежден. Только переключение оптопары для изоляции зеленых и черных нитей можно контролировать с помощью пульта дистанционного управления.
При проведении данной операции не стоит касаться руками выводов конденсатора, иначе можно получить неприятный удар током при разряде обкладок. При закорачивании выводов заряженного электролитического конденсатора проскакивает искра. Чтобы исключить появление искры, выводы высоковольтных конденсаторов и закорачивают через резистор.
Перед включением телевизора необходимо изолировать источник питания от других цепей. Чтобы проверить источник, вы можете подключить лампу накаливания 100 ÷ 150 Вт между высоковольтной штангой на выходе и столе. Из синего потенциометра на монтажной плате отрегулируйте выходное напряжение.
Если вы повернете потенциометр по часовой стрелке, напряжение будет выше, и наоборот, оно будет ниже. Если источник не запускается и цепь правильно подключена к одному из приведенных выше рисунков, вы можете отключить зеленый провод. В рабочих условиях вы должны проверить оптрон, когда телевизор включен даже при низком напряжении. В качестве альтернативы вы можете дополнительно изучить рисунок 5, чтобы узнать, как возвращается сигнал переключения.
Одной из существенных неисправностей электролитических конденсаторов является частичная потеря ёмкости, вызванная повышенной утечкой. В таких случаях ёмкость конденсатора заметно меньше, чем указанная на корпусе. Определить такую неисправность при помощи омметра довольно сложно. 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. При обрыве конденсатор электрически представляет собой два изолированных проводника не имеющих никакой ёмкости.
Для полярных электролитических конденсатором 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 также имеет очень высокое сопротивление.
Обнаружить обрыв в конденсаторе возможно лишь с помощью приборов для измерения ёмкости конденсатора.
На практике обрыв в конденсаторах встречается довольно редко, в основном при механических повреждениях. Куда чаще при ремонте аппаратуры приходиться заменять конденсаторы, имеющие электрический пробой либо частичную потерю ёмкости.
Например, люминесцентные компактные лампы частенько выходят из строя по причине электрического пробоя конденсаторов в электронной схеме преобразователя.
Причиной неисправности телевизора может служить потеря ёмкости электролитического конденсатора в схеме источника питания.
Потеря ёмкости электролитическими конденсаторами легко обнаруживается при замере ёмкости таких конденсаторов с помощью мультиметров с функцией измерения ёмкости. К таким мультиметрам относиться мультиметр Victor VC9805A+, который имеет 5 пределов измерения ёмкости:
20 нФ (20nF)
200 нФ (200nF)
2 мкФ (2uF)
20 мкФ (20uF)
200 мкФ (200uF)
Данный прибор способен измерять ёмкость в диапазоне от 20 нанофарад (20 нФ) до 200 микрофарад (мкФ). Как видно, с помощью этого прибора есть возможность замерить ёмкость, как обычных неполярных конденсаторов, так и полярных электролитических. Правда, максимальный предел измерения ограничен значением в 200 микрофарад (мкФ).
Измерительные щупы прибора подключаются к гнёздам измерения ёмкости (обозначается как Cx). При этом нужно соблюдать полярность подключения щупов. Как уже упоминалось, перед измерением ёмкости следует в обязательном порядке полностью разрядить проверяемый конденсатор. Несоблюдение этого правила может привести к порче прибора.
Неисправность конденсатора можно определить при внешнем осмотре, например, корпус электролитических конденсаторов имеет разрыв насечки в верхней части корпуса. Это свидетельствует о том, что на конденсатор действовало завышенное напряжение, вследствие чего и произошёл, так называемый «взрыв” конденсатора. Корпуса неполярных конденсаторов при значительном превышении рабочего напряжения имеют свойство раскалываться, на поверхности образуются расколы и трещины.
Такие дефекты конденсаторов появляются, например, при воздействии мощного электрического разряда на электронный прибор во время грозовых разрядов и сильных скачков напряжения электроосветительной сети.
Конденсатора на плате без предварительного демонтажа возникают проблемы. Конденсатор всегда включен в цепь и может соседствовать на плате с другими элементами схемы. Особенно влияют на измерения емкости обмотки трансформаторов, индуктивности, предохранители - у них маленькое сопротивление постоянному току.
Поэтому необходимо убедиться, что в цепях измеряемого конденсатора нет влияния таких элементов. Если в цепях с конденсатором включены транзистор или диод, тогда при измерении можно увидеть отклонение стрелки до определенного положения и падение до определенного значения, равному сопротивлению переходов полупроводника. И если нет короткого замыкания, то конденсатор может быть исправным.
При прикосновении щупами мультиметра на конденсатор подается постоянный ток от тестера. Конденсатор будет заряжаться, а сопротивление плавно увеличиваться.
На электронном тестере значение будет расти от отрицательных или положительных чисел до единицы, указывающей на сопротивление, превышающее предел измерений, выбранный ручкой переключения. После перестановки щупов тестера местами конденсатор должен перезарядиться, прибор должен действовать также.
По отклонению стрелки стрелочного мультиметра при подключении конденсатора и возврате ее в исходное положение можно заметить по шкале максимальное отклонение.
Если поменять местами щупы тестера, стрелка прибора должна снова отклониться на максимум и плавно упасть на исходное положение. После необходимо взять похожий и заведомо исправный конденсатор, и если стрелка тестера на контрольном элементе отклонится больше, то проверяемый конденсатор нерабочий.
Если при измерении и соответствии плюсов и минусов на тестере и выводах конденсаторов прибор покажет сопротивление, то такой конденсатор неисправен.
Проверка конденсатора другими приборами
Существуют приборы, позволяющие проверять конденсаторы прямо на плате. Такие приборы работают на низких напряжениях для уменьшения опасности вывода из строя других элементов.
Можно самому изготовить приставку к тестеру по схемам, опубликованным в журналах и интернете. Но не всегда ими можно провести измерения точно из-за влияния других элементов схем. Например, несколько установленных параллельно конденсаторов в итоге покажут общую емкость.
В автомобиле есть множество электрических систем, которые выполняют определенные функции. Среди этих систем есть основная - система зажигания. В случае, если двигатель начинает работать неустойчиво, «троит», т.е. один из цилиндров двигателя не вступает в работу, необходимо проверить систему зажигания.
Для этого нужно убедиться, что свечи зажигания вырабатывают искру, с помощью которой производится воспламенение топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Если одна или несколько свечей выдают слабые искры красного цвета или их появление неравномерно, нужно обратить внимание на работу распределителя зажигания, который еще называют трамблер (от французского «trembleur», что в переводе означает «прерыватель»).
В новых моделях автомобилей вместо механического трамблера используется электронный коммутатор, который в случае отказа меняется целиком. Чтобы обнаружить причину неустойчивой работы трамблера, необходимо снять с него крышку, которая сделана из эбонита. В крышке за время эксплуатации могут возникнуть микротрещины, в которые попадает пыль и грязь, что вызывает пробои в электрической цепи, и напряжение не подается на свечи зажигания. После осмотра крышки нужно уделить внимание зазорам между контактами прерывателя. Также необходимо проверить конденсатор в трамблере . Если зазоры нормальные, а при работе возникает сильное искрение, значит проблема в конденсаторе . Для проверки его работы потребуется амперметр.
Подключив прибор к контактам, включите зажигание и рукой разомкните контакты в трамблере. Понаблюдайте за показаниями стрелки амперметра . Если стрелка или цифровое значение на экране приблизились к нулю с положения разрядки 2-4А, то существует неисправность в работе конденсатора , и его следует заменить.
Также можно проверить конденсатор самостоятельно, когда есть подозрение в пробое на «массу». Для этого потребуется переносная автомобильная лампочка. Сначала нужно отсоединить провод катушки зажигания вместе с проводом конденсатора от зажима прерывателя и произвести
