Виды конденсаторов их работа, проверка работоспособности и прозвон мультиметром и тестером

Конденсатор (лат. condensare — «сгущать», «уплотнять») популярная двухполюсная система, которую применяют в различных электрических цепях. Устройство способно накапливать и быстро отдавать электрический заряд. Величина емкости может быть, как постоянная, так переменная.

Описание и принцип работы кондесатора

В самом простом случае конденсатор представляет собой две противоположно заряженные пластины с диэлектрической (изолирующей) прокладкой между ними. Диэлектрик имеет очень малую толщину, в сравнении с площадью пластин. Роль диэлектрика может выполнять даже воздух.

В реальном производстве большинство конденсаторов представляют собой многослойные рулоны из токопроводящих электродов, разделенные диэлектриком. Собраны рулоны в цилиндрическом корпусе.

Трудно найти электрическую схему, в которой бы не принимал участия конденсатор.

В различных схемах этот элемент выполняет роль накопителя энергии. Классическая схема, объясняющая действие конденсатора, представлена на рисунке.

Обычная лампочка подсоединена к конденсатору, который с помощью переключателя, через сопротивление, может заряжаться от гальванической батареи. При изменении положения переключатель отсоединяет батарею от конденсатора и соединяет его с лампочкой. Устройство отдает накопленный заряд лампе и можно наблюдать кратковременную вспышку.

На первый взгляд, он напоминает действие батарейки, но отличается от нее по принципу зарядки, скорости разрядки, емкости.

Когда конденсатор подключают к заряжающему устройству, на электродах оказывается много места и ток зарядки сначала максимальный. По мере того как пластины заряжаются, ток уменьшается и исчезает при полной зарядке. На одной пластине собираются электроны — отрицательно заряженные частицы, на другой — ионы, положительные частицы. Чтобы они не перескакивали с одной пластины на другую нужен диэлектрик.

Напряжение, в отличие от тока, растет по мере насыщения конденсатора. Когда от него отключают батарею он сам, как батарейка, становится источником тока. Но, в отличие от батареи, конденсатор разряжается быстро.

Характеристики параметров устройства

Все важные значения параметров конденсатора расположены на корпусе. На нем также указывается тип элемента, дата выпуска, изготовитель.

Самой важной характеристикой является емкость.

Емкость – это величина заряда, который может накопить и отдать элемент. Емкость измеряется в Фарадах. Один Фарад равен емкости, при которой за одну секунду и силе тока в один ампер между прокладками создается напряжение один вольт. Это довольно большая величина и на практике в магнитофонах, плеерах используются миллионные и тысячные части фарады.

После значения ёмкости на корпусе показываются допустимые отклонения от неё.

Следующий важный параметр — номинальное напряжение. Всегда необходимо брать радиодеталь с запасом по напряжению, иначе, может случиться пробой диэлектрика и элемент выйдет из строя.

Кроме того, у каждого конденсатора есть еще различные характеристики: рабочая температура, ток номинальный переменный или постоянный.

Они бывают однофазные и трехфазные.

Классификация конденсаторов

В основном они различаются по типу диэлектрика. Именно от него зависят максимальное напряжение, сопротивление, стабильность.

По диэлектрику

По особенностям диэлектрика можно выделить следующие типы:

• Жидкий.
• Вакуумный. Когда пластины находятся в вакууме, и он же выступает диэлектриком.
• Газовый.
• Электролитический и оксид-полупроводниковый. Непроводящим слоем здесь выступает оксидный слой анода. У этого типа самая большая удельная емкость.
• Твердый органический диэлектрик. Изолятором выступает пленка, бумага, метало — бумага.
• Твердый неорганический диэлектрик. Керамические, слюдяные, стеклянные и комбинированные непроводящие элементы.

По изменению емкости

По этой характеристике можно выделить следующие устройства:

• Постоянные. Во время работы их емкость не меняется.
• Переменные. Обладают способностью изменять свою емкость. Это может быть механический метод — реостат. Либо изменение электрического напряжения, либо температуры.
• Подстроечные. Подстраиваются механически вручную при настройке схемы прибора. Чтобы устройство работало нормально.

По назначению и использованию

По сфере эксплуатации все конденсаторы разделяются на следующие типы:

• Низковольтные. Часто используемые в схемах бытовых устройств.
• Высоковольтные. Способные выдержать повышенное напряжение.
• Импульсные. Применяются в фотовспышках, лазерах.
• Пусковые. При помощи их запускают электродвигатели.
• Помехоподавляющие.

Различают конденсаторы полярные и неполярные. Полярными бывают только электролитические кондеры.

Области применения

Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники:

• Фильтры выпрямителей и стабилизаторов в источниках питания.
• Передача сигналов в усилителях.
• Различные частотные фильтры. Разделяют звуки на низкие, средние, высокие.
• В таймерах. Они устанавливают временные отрезки пускового механизма стиральной машины, микроволновки.
• В переходниках. Например, можно подключить электродвигатель, рассчитанный на 380 вольт к сети с напряжением в 220 вольт. Конденсатор подсоединяется к третьему выводу, сдвигая фазу на 90 градусов на третьем выводе. В результате можно трехфазный мотор включать в однофазную сеть 220 вольт.
• В генераторах. Подбор частоты колебаний и т. д.

В настоящее время сложно встретить электрическую схему, где бы ни использовались конденсаторы.

Несложные конденсаторы практически не выходят из строя, поломка может возникнуть только при механическом воздействии. Электролитические кондеры могут со временем «высыхать». Если прибор продолжительное время не эксплуатируется, то диэлектрический слой ухудшает непроводимость тока.

Если полярные конденсаторы неправильно подсоединить в схеме, перепутав полюса, то элемент тоже может выйти из строя или даже привести к короткому замыканию на плате.

При замене конденсаторов, их обязательно надо тестировать и проверять. Поскольку даже в неиспользуемых ранее элементах, при длительном хранении может высохнуть диэлектрик.

Способов проверки радиоэлементов несколько. В одних случаях достаточно внешнего осмотра. Лучше всего подходит тестирование прибором LC-метром. Но если его нет под рукой, то проверить исправность кондера можно тестером или мультиметром. Последний способ подходит для конденсаторов, с емкостью, превосходящей 0.25 микрофарад.

Проверка конденсатора тестером

Перед проверкой, как и перед любой работой с конденсатором, его следует разрядить. Если он маломощный, то достаточно отверткой замкнуть ножки элемента. Ручка отвертки должна быть изолирована.

Мощные конденсаторы разряжаются лампочкой накаливания. После вспыхивания лампочки он полностью разрядится.

Теперь можно проводить внешний осмотр. Определить испорченные радиодетали иногда можно невооруженным глазом. Если обнаружены коррозия, вздутие корпуса, подтеки, то деталь требует замены.

В некоторых импортных электролитических конденсаторах в верхней части размечен и выдавлен крест. Стенка корпуса в этом месте элемента тоньше. При пробое, именно там и рвется.

Перед прозвонкой нужно обязательно выпаять ножки. Иначе, остальные детали повлияют своим сопротивлением на показатели. В принципе, можно отпаять только одну ножку, но на практике, особенно у электролитических кондеров, ножки короткие. И технически это трудно сделать.

Для проверки детали на 220 вольт подходит простой способ тестирования:

• Проверяем степень разрядки.
• Проверяем тестером нет ли внутри короткого замыкания.
• Заряжаем конденсатор от сети. Обязательно надо соблюдать технику безопасности.
• Отключаем деталь от сети.
• Подключаем лампочку или просто соединяем ножки элемента. Если лампочка вспыхнула или появилась искра, то радиодеталь в порядке.

Тестирование с помощью мультиметра

Мультиметр является универсальным средством измерения различных параметров электрических цепей, узлов и деталей.

Он позволяет измерить:

• Величину тока как постоянного, так и переменного.
• Значение напряжения.
• Параметры сопротивления и прочие параметры.

Мультиметры, в зависимости от способа вывода данных, бывают аналоговые и цифровые. Если мультиметр цифровой, то измеренные параметры выводятся на жидкокристаллическом экране.

При аналоговом варианте, параметры отображаются на дисплее со стрелочкой. Вариант с градуировкой удобнее для измерения и проверки конденсаторов. Визуально проще увидеть отклонение стрелки, чем быстроменяющиеся цифры.

Если конденсаторы переменные, то они пропускают ток в различных направлениях, а постоянные, то только в одном, до тех пор, пока не зарядятся.

Мультиметры имеют свой источник питания, то есть обладают номинальным напряжением и полярностью. Эти качества и используются при диагностике радиоэлементов.

Как проверить мультиметр на работоспособность

Надо перевести переключатель в положение для измерения сопротивления. Обычно это положение обозначается ОНМ. Прибор следует отградуировать механической градуировкой так, чтобы стрелка совместилась с крайней риской.

Замкнуть хвостики отверткой, ножом, одним из щупальцев мультиметра для снятия заряда с конденсатора. На этом этапе надо действовать аккуратно и осторожно. Даже небольшой бытовой элемент может нанести удар по человеческому телу.

После включения прибора, необходимо перевести переключатель в режим измерения сопротивления и соединить щупы. На дисплее должно отразиться нулевое значение сопротивления или близко к нему.

Ход проверки

Определяют визуально на предмет физических нарушений. После чего пробуют крепление ножек на плате. Несильно раскачивают элемент в разные стороны. При обрыве одной из ножек или отслаивании электродорожки на плате, это сразу будет заметно.

Если внешних признаков нарушений нет, то сбрасывают возможный заряд и прозванивают мультиметром.

Если на приборе показано практически нулевое сопротивление, то элемент начал заряжаться и исправен. По мере зарядки, сопротивление начинает расти. Рост значения должен быть плавно, без рывков.

При нарушенной работоспособности:

• При зажиме разъёмов показания тестера сразу безразмерно велики. Значит, обрыв в элементе.
• Мультиметр на нуле. Иногда сигнализирует звуковым сигналом. Это признак короткого замыкания или, как говорят, «пробой».

В этих случаях элемент надо заменить на новый.

Если надо проверить работоспособность неполярного конденсатора, то выбирают предел измерения мегаомы. При тестировании исправная радиодеталь не покажет сопротивление выше 2 мОм. Правда, если номинальный заряд элемента меньше 0,25 мкФ, то требуется LC-метр. Мультиметр здесь не поможет.

После проверки на сопротивление следует проверка на ёмкость. Для того чтобы знать, способен ли радиоэлемент накапливать и удерживать заряд.

Тумблер мультиметра переводится в режим СХ. Выбирается предел измерения исходя из емкости элемента. К примеру, если на корпусе обозначена ёмкость в 10 микрофарад, то пределом на мультиметре может быть 20 микрофарад. Значение ёмкости указано на корпусе. Если показатели измерения сильно отличаются от заявленных, то конденсатор неисправен.

Этот вид измерения лучше всего проводить цифровым прибором. Стрелочный покажет лишь быстрое отклонение стрелки, что лишь косвенно говорит о нормальности проверяемого элемента.

Как проверить устройство не выпаивая

Для того чтобы случайно не сжечь паяльником какую-нибудь микросхему на плате, существует способ проверки конденсатора мультиметром не выпаивая.

Перед тем как прозвонить, электродетали разряжаются. После чего тестер переводится в режим проверки сопротивления. Щупальца прибора подключаются к ножкам проверяемого элемента, с соблюдением необходимой полярности. Стрелка прибора должна отклонится, поскольку по мере зарядки элемента его сопротивление увеличивается. Это свидетельствует о том, что конденсатор исправен.

Иногда приходится проверять на плате и микросхемы. Это сложная процедура, не всегда выполнимая. Поскольку микросхема представляет собой отдельный узел, внутри которого находится большое количество микродеталей.

Проверка микросхемы

Мультиметр ставится в режим измерения напряжения. На вход микросхемы подается напряжение в пределах допустимой нормы. После чего необходимо проконтролировать поведение на выходе микросхемы. Это очень сложный прозвонок.

Перед выполнением всех видов работ, связанных с электричеством, проверки, тестирования радиоэлементов, очень важно соблюдать правила безопасности. Мультиметр должен тестировать только обесточенную электрическую плату.