Jak sprawdzić kondensator multimetrem: zasady i cechy szczególne wykonywania pomiarów

Kondensatory występują w różnego rodzaju urządzeniach. Często są też przyczyną awarii. Aby szybko zidentyfikować uszkodzony element i go wymienić, trzeba wiedzieć, jak sprawdzić kondensator multimetrem, ponieważ jest to najprostszy sposób.

Opowiemy, jak używać niedrogiego, ale funkcjonalnego przyrządu do wykrywania uszkodzonych elementów. W przedstawionym przez nas artykule omówiono rodzaje kondensatorów i kolejność ich sprawdzania. Dzięki naszym radom bez trudu znajdą Państwo “słabe ogniwo” w obwodzie elektrycznym.

Co to jest kondensator i do czego jest potrzebny?

Przemysł produkuje kondensatory różnego typu, stosowane w wielu gałęziach. Są one niezbędne w motoryzacji i budowie maszyn, radiotechnice i elektronice, w przyrządach precyzyjnych oraz produkcji sprzętu gospodarstwa domowego.

Kondensatory to swego rodzaju «magazyny» energii, którą oddają w przypadku krótkotrwałych zakłóceń zasilania. Ponadto pewien rodzaj tych elementów odfiltrowuje użyteczne sygnały, wyznacza częstotliwość urządzeń generujących sygnały. Cykl rozładowania-ładowania kondensatora jest bardzo szybki.

Taki element elektryczny jak kondensator składa się z pary przewodników (przewodzących okładek). Pomiędzy nimi znajduje się dielektryk. Do obwodu przepuszczającego prąd stały nie można go włączyć, ponieważ jest to równoznaczne z przerwaniem obwodu.

W obwodzie prądu przemiennego okładki kondensatora są kolejno przeładowywane z częstotliwością prądu płynącego. Tłumaczy się to tym, że na zaciskach źródła takiego prądu okresowo następuje zmiana napięcia. Wynikiem tych przekształceń jest prąd zmienny w obwodzie.

Podobnie jak rezystor i cewka, kondensator stawia opór prądowi przemiennemu, ale dla prądów o różnych częstotliwościach jest on różny. Na przykład dobrze przepuszczając prądy wysokiej częstotliwości, może jednocześnie być niemal izolatorem dla prądów niskiej częstotliwości.

Opór kondensatora jest związany z jego pojemnością i częstotliwością prądu. Im większe są te dwa parametry, tym jego opór pojemnościowy jest niższy.

Odmiany polarne i bezbiegunowe

Wśród ogromnej liczby kondensatorów wyróżnia się dwa podstawowe typy: biegunowe (elektrolityczne) i niebiegunowe. Jako dielektryk w tych urządzeniach stosuje się papier, szkło, powietrze.

Cechy kondensatorów polarnych

Nazwa «biegunowe» mówi sama za siebie — posiadają biegunowość i są elektrolityczne. Przy włączaniu ich do układu konieczne jest dokładne jej przestrzeganie — ściśle «+» do «+», a «-» do «-». Zignorowanie tej reguły spowoduje nie tylko niesprawność elementu, ale może też doprowadzić do wybuchu. Elektrolit może być ciekły lub stały.

Dielektrykiem jest tutaj papier nasączony elektrolitem. Pojemność elementów waha się w zakresie od 0,1 do 100 tysięcy μF.

Przeznaczenie kondensatorów biegunowych — filtrowanie i wygładzanie sygnałów. Wyprowadzenie «plus» ma nieco większą długość. Oznaczenie «minus» znajduje się na obudowie.

Kiedy dochodzi do zwarcia okładek, wydziela się ciepło. Pod jego wpływem elektrolit odparowuje i następuje wybuch.

Nowoczesne kondensatory mają na górze niewielkie wgłębienie i krzyżyk. Grubość wgłębionego obszaru jest mniejsza niż reszty powierzchni pokrywy. Podczas wybuchu górna część otwiera się jak róża. Z tego powodu na końcach obudowy uszkodzonego elementu można zaobserwować wybrzuszenie.

Różnice kondensatorów bezbiegunowych

Niebiegunowe elementy foliowe mają dielektryk w postaci szkła, ceramiki. W porównaniu z kondensatorami elektrolitycznymi mają mniejsze samorozładowanie (prąd upływu). Wyjaśnia się to tym, że ceramika ma wyższą rezystancję niż papier.

Przestrzeganie biegunowości przy włączaniu kondensatora niebiegunowego do układu nie jest obowiązkowe. Często są one po prostu mikroskopijne, a w niektórych projektach stosowane są w dużych ilościach.

Wszystkie kondensatory dzielą się na elementy ogólnego przeznaczenia i specjalnego, które bywają:

1. Wysokonapięciowymi. Stosowane są w przyrządach wysokiego napięcia. Produkowane są w różnych wykonaniach. Istnieją ceramiczne, foliowe, olejowe, próżniowe kondensatory wysokiego napięcia. Od zwykłych elementów znacznie się różnią, a dostęp do nich jest ograniczony.
2. Rozruchowymi. Stosowane są w silnikach elektrycznych w celu zapewnienia ich niezawodnej pracy. Zwiększają moment startowy silnika, na przykład stacji pomp lub sprężarki przy rozruchu.
3. Impulsowymi. Przeznaczone do wytwarzania silnego skoku napięcia i jego przesyłania na panel odbiorczy urządzenia.
4. Dozymetrycznymi. Przeznaczone do działania w obwodach, gdzie poziom obciążeń prądowych jest niewielki. Mają bardzo małe samorozładowanie i wysoką rezystancję izolacji. Najczęściej są to elementy fluoroplastikowe.
5. Tłumiące zakłócenia. Łagodzą one tło elektromagnetyczne w szerokim paśmie częstotliwości. Charakteryzują się niewielką indukcyjnością własną, co pozwala podnieść częstotliwość rezonansową i poszerzyć pasmo tłumionych częstotliwości.

W procentowym ujęciu największa liczba awarii elementów ma miejsce w przypadkach, gdy podawane jest napięcie przekraczające normatywne. Błędy w projektowaniu również mogą być przyczyną niesprawności.

Jeśli dielektryk zmienia swoje właściwości, wówczas również występuje usterka w działaniu kondensatora. Dzieje się tak, gdy wycieka, wysycha, pęka. Pojemność przy tym natychmiast się zmienia. Zmierzyć ją można tylko za pomocą przyrządów pomiarowych.

Kolejność sprawdzania multimetrem

Sprawdzanie kondensatorów najlepiej wykonywać po wyjęciu ich z obwodu elektrycznego. W ten sposób można zapewnić dokładniejsze wskaźniki.

Proste elementy o zmiennej lub stałej pojemności bardzo rzadko ulegają awarii. Tutaj można tylko mechanicznie uszkodzić płytki przewodzące. Najczęściej uszkodzeniom ulegają elektrolityczne elementy dielektryczne

Podstawową właściwością wszystkich kondensatorów jest przepuszczanie prądu wyłącznie przemiennego. Prąd stały kondensator przepuszcza tylko na początku przez bardzo krótki czas. Jego rezystancja zależy od pojemności.

Jak sprawdzić kondensator polarny?

Podczas sprawdzania elementu multimetrem należy spełnić warunek: pojemność musi być większa niż 0,25 µF.

Technologia pomiaru kondensatora w celu wykrycia usterek multimetrem jest następująca:

1. Chwytają kondensator za nóżki i zwierają jakimś metalowym przedmiotem, na przykład pęsetą lub śrubokrętem. Ta czynność jest niezbędna do rozładowania elementu. O tym, że to nastąpiło, zaświadczy pojawienie się iskry.
2. Ustawiają przełącznik multimetru na próbę ciągłości lub pomiar rezystancji.
3. Dotykają sondami do wyprowadzeń kondensatora z uwzględnieniem polaryzacji – do dodatniej nóżki przykładają sondę czerwoną, do ujemnej – czarną. Przy tym wytwarzany jest prąd stały, w związku z tym po pewnym czasie rezystancja kondensatora stanie się minimalna.

Dopóki sondy znajdują się na wyprowadzeniach kondensatora, ładuje się on, a jego rezystancja nadal rośnie aż do osiągnięcia maksimum.

Sprawdzanie lepiej wykonywać multimetrem analogowym. W tym przypadku można obserwować zachowanie wskazówki, a nie migotanie cyfr na cyfrowym przyrządzie. Jest to o wiele wygodniejsze

Jeśli przy kontakcie z sondami multimetr zacznie piszczeć, a wskazówka zatrzyma się na znaku zerowym, oznacza to zwarcie. To właśnie było przyczyną niesprawności kondensatora. Jeśli natychmiast wskazówka na tarczy pokazuje 1, oznacza to, że w kondensatorze nastąpiło wewnętrzne przerwanie.

Takie kondensatory uważa się za uszkodzone i podlegają wymianie. Jeśli «1» wyświetli się dopiero po pewnym czasie – element jest sprawny.

Ważne jest, aby wykonywać pomiary w taki sposób, aby nieprawidłowe zachowanie nie wpłynęło na jakość pomiarów. Nie wolno w trakcie dotykać sond rękami. Ciało ludzkie ma bardzo małą rezystancję, a odpowiedni wskaźnik upływu wielokrotnie ją przewyższa.

Prąd popłynie drogą o mniejszym oporze, omijając kondensator. W związku z tym multimetr wskaże wynik, który nie ma nic wspólnego z kondensatorem. Kondensator można rozładować również za pomocą żarówki. W tym przypadku proces będzie przebiegał bardziej płynnie.

Taka kwestia, jak rozładowanie kondensatora, jest obowiązkowa, zwłaszcza jeśli element jest wysokonapięciowy. Robi się to ze względów bezpieczeństwa i aby nie uszkodzić multimetru. Może go uszkodzić napięcie resztkowe na kondensatorze.

Badanie kondensatora bezbiegunowego

Kondensatory niepolarne jeszcze łatwiej sprawdzić multimetrem. Najpierw na przyrządzie ustawia się zakres pomiarowy na megaomy. Następnie dotyka się sondami. Jeśli rezystancja będzie mniejsza niż 2 MΩ, to kondensator jest prawdopodobnie uszkodzony.

Przy sprawdzaniu kondensatorów niepolarnych nie zachowuje się polaryzacji. Dla przejrzystości lepiej wziąć dwa kondensatory, jeden sprawny, a drugi uszkodzony. Porównując wyniki, można dokładniej wyciągnąć wnioski co do sprawności elementu.

Podczas ładowania elementu z multimetru można sprawdzić jego sprawność, jeśli pojemność wynosi co najmniej 0,5 µF. Jeśli ten parametr jest mniejszy, zmiany na przyrządzie są niezauważalne. Jeśli jednak konieczne jest sprawdzenie elementu o pojemności mniejszej niż 0,5 µF, to za pomocą multimetru można to zrobić, ale tylko pod kątem zwarcia między okładzinami.

Jeśli konieczne jest zbadanie kondensatora niepolarnego o napięciu powyżej 400 V, można to zrobić pod warunkiem jego ładowania ze źródła zabezpieczonego przed zwarciem wyłącznika automatycznego. Szeregowo z kondensatorem podłącza się rezystor o rezystancji powyżej 100 Ω. Takie rozwiązanie ograniczy początkowy udar prądowy.

Istnieje również taka metoda określania sprawności kondensatora, jak sprawdzanie iskry. Przy tym ładuje się go do roboczej wartości pojemności, następnie zwiera się wyprowadzenia metalowym śrubokrętem z izolowaną rączką. O sprawności wnioskuje się na podstawie siły wyładowania.

Sprawdzając element przeznaczony do pracy w sieci 220 V, nie można zapominać o środkach bezpieczeństwa. Pojemność należy rozładować za pomocą rezystora 10 kΩ.

Natychmiast po naładowaniu i po pewnym czasie mierzy się napięcie na nóżkach elementu. Ważne jest, aby ładunek utrzymywał się długo. Następnie należy rozładować kondensator za pomocą rezystora, przez który był ładowany.

Pomiar pojemności kondensatora

Pojemność jest jedną z kluczowych cech kondensatora. Należy ją mierzyć, aby mieć pewność, że element gromadzi i dobrze utrzymuje ładunek.

Aby upewnić się o sprawności elementu, należy zmierzyć ten parametr i porównać go z tym, który jest podany na obudowie. Przed sprawdzeniem dowolnego kondensatora pod kątem sprawności, trzeba uwzględnić pewną specyfikę tej procedury.

Próbując wykonać pomiar za pomocą sond, można nie uzyskać pożądanych wyników. Jedyne, co uda się zrobić, to określić, czy ten kondensator jest sprawny, czy nie. W tym celu wybiera się tryb ciągłości i dotyka się sondami nóżek.

Usłyszawszy pisk, zamienia się miejscami sondy, dźwięk powinien się powtórzyć. Słyszalny jest przy pojemności 0,1 µF. Im większa ta wartość, tym dłuższy dźwięk.

Jeśli potrzebne są dokładne wyniki, najlepszym wyjściem w tej sytuacji jest użycie modelu posiadającego specjalne pola stykowe i możliwość regulacji widelca do określania pojemności elementu.

Pola stykowe to specjalne złącza oznaczone kombinacją liter «-CX+». Minus i plus przed symbolami literowymi to polaryzacja podłączenia.

Przyrząd przełącza się na wartość nominalną podaną na obudowie kondensatora. Wkłada się go do gniazd montażowych, uprzednio rozładowując go za pomocą metalowego przedmiotu.

Na ekranie powinna wyświetlić się wartość pojemności, w przybliżeniu równa nominalnej. Jeśli tak się nie dzieje, wnioskuje się, że element jest uszkodzony. Należy dopilnować, aby w przyrządzie znajdowała się nowa bateria. Zapewni to dokładniejsze odczyty.

Pomiar napięcia multimetrem

O sprawności kondensatora można się dowiedzieć również przez pomiar napięcia i porównanie uzyskanego wyniku z wartością nominalną. Aby przeprowadzić sprawdzenie, potrzebne będzie źródło zasilania. Jego napięcie powinno być nieco mniejsze niż napięcie sprawdzanego elementu.

Tak więc, jeśli kondensator ma 25 V, to wystarczy źródło 9-woltowe. Sondy podłącza się do nóżek, uwzględniając polaryzację, i odczekuje pewien czas – dosłownie kilka sekund.

Jeśli kondensator jest objęty gwarancją, oznacza to, że przez pewien czas jego parametry nie wykroczą poza granice przekraczające 20% wartości nominalnych

Zdarza się, że czas upłynął, a przeterminowany element jest nadal sprawny, choć ma inne parametry. W takim przypadku należy go stale kontrolować.

Multimetr ustawia się na tryb pomiaru napięcia i przeprowadza sprawdzenie. Jeśli niemal natychmiast na wyświetlaczu pojawi się wartość identyczna z wartością nominalną, element nadaje się do dalszego użytkowania. W przeciwnym razie kondensator będzie trzeba wymienić.

Sprawdzanie kondensatorów bez wylutowywania

Kondensatorów nie trzeba wylutowywać z płytki w celu sprawdzenia. Jedynym warunkiem jest to, że płytka musi być odłączona od zasilania. Po odłączeniu zasilania należy trochę poczekać, aż kondensatory się rozładują.

Należy rozumieć, że uzyskanie 100% wyniku bez wylutowania elementu z płytki nie jest możliwe. Elementy znajdujące się w pobliżu przeszkadzają w pełnym sprawdzeniu. Można upewnić się jedynie co do braku przebicia.

W celu sprawdzenia sprawności kondensatora bez jego wylutowywania, do końcówek kondensatora po prostu przykłada się sondy, aby zmierzyć rezystancję. W zależności od rodzaju kondensatora, pomiar tego parametru będzie się różnić.

Zalecenia dotyczące sprawdzania kondensatorów

Kondensatory mają jedną nieprzyjemną właściwość – podczas lutowania po działaniu ciepła bardzo rzadko się regenerują. Jednocześnie jakościowo sprawdzić element można tylko po jego wylutowaniu z układu. W przeciwnym razie będą go bocznikować elementy znajdujące się w pobliżu. Z tego powodu należy uwzględnić pewne niuanse.

Po wlutowaniu sprawdzonego kondensatora do układu, należy uruchomić naprawiane urządzenie. Umożliwi to śledzenie jego pracy. Jeśli jego sprawność została przywrócona lub zaczęło działać lepiej, sprawdzony element wymienia się na nowy.

Przyrząd kombinowany multimetr, zwłaszcza wyposażony w tryb sprawdzania pojemności, umożliwia dokładne, szybkie, a przede wszystkim wiarygodne sprawdzenie elementów kondensatorowych

Aby skrócić sprawdzanie, wylutowuje się nie dwa, a tylko jedną z końcówek kondensatora. Należy wiedzieć, że dla większości elementów elektrolitycznych ta opcja nie jest odpowiednia, co jest związane z cechami konstrukcyjnymi obudowy.

Jeśli układ jest skomplikowany i zawiera dużą liczbę kondensatorów, usterkę określa się poprzez pomiar napięcia na nich. Jeśli parametr nie odpowiada wymaganiom, element budzący podejrzenia należy usunąć i przeprowadzić sprawdzenie.

W przypadku wykrycia usterek w układzie należy sprawdzić datę produkcji kondensatora. Wysychanie elementu w ciągu 5 lat pracy wynosi średnio około 65%. Taki element, nawet jeśli jest sprawny, lepiej wymienić. W przeciwnym razie będzie zniekształcać pracę układu.

Dla multimetrów nowej generacji maksymalną mierzoną pojemnością jest 200 µF. Przy przekroczeniu tej wartości przyrząd kontrolny może ulec uszkodzeniu, mimo że jest wyposażony w bezpiecznik. W aparaturze ostatniej generacji występują kondensatory SMD. Wyróżniają się bardzo małymi rozmiarami.

Wśród kondensatorów w obudowach SMD najpopularniejsza jest seria FK. Mają one maksymalną pojemność 1500 mF, napięcie robocze do 100 V. Posiadają certyfikat samochodowy AEC-Q200.

Odlutowanie jednej z nóżek takiego elementu jest bardzo trudne. W takiej sytuacji lepiej unieść jedną nóżkę po odlutowaniu, odizolowując ją od reszty obwodu, lub odłączyć obie nóżki.

O tym, jak za pomocą multimetru sprawdzić napięcie w gniazdku, dowie się Pan z następnego artykułu, który gorąco polecamy przeczytać.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wideo #1. Szczegółowo o sprawdzaniu kondensatora za pomocą multimetru:

Wideo #2. Przegląd kondensatora na płytce:

Choć nie jest to przyrząd wąsko wyspecjalizowany i jego możliwości są ograniczone, do badania i naprawy dużej liczby popularnych urządzeń radioelektronicznych to wystarczy.

Proszę pisać komentarze w bloku poniżej, publikować zdjęcia i zadawać pytania na temat artykułu. Proszę opowiedzieć, jak sprawdzał Pan kondensatory pod kątem sprawności. Proszę dzielić się przydatnymi informacjami, które przydadzą się odwiedzającym stronę.