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

Наши электросети не отличаются стабильностью параметров, что часто приводит к выходу из строя техники. Чаще всего выходят из строя диоды выпрямительного моста и конденсаторы. В этой статье поговорим о том, как проверить конденсатор мультиметром, как понять что он вышел из строя.

Необходимый минимум сведений

Как известно, конденсаторы имеют определенную емкость и служат для накопления и непродолжительного хранения электрического заряда. При подаче напряжения заряд какое-то время должен увеличиваться, затем происходит резкое снижение уровня — разряд, и все повторяется снова — заряд/разряд. Чем больше емкость конденсатора, тем более длительное время необходимо для накопления заряда. По сути, это все свойства, которые стоит знать для проверки конденсатора мультиметром.

Узнать рабочий конденсатор или нет несложно. Нужен только мультиметр. Можно недорогой. Главное — рабочий

Если говорить о видах, то способ производства конденсаторов на проверку не влияет. Проверяют работоспособность бумажных, тонкопленочных, электролитических, жидкостных, керамических, твердотельных и всех других, абсолютно одинаково. Не влияет на способ проверки и положение элемента на плате — входные, помехоподавляющие, шунтирующие — без разницы. Не имеет значения и вольтаж. Низковольтные — на 6 В или 50 В, высоковольтные на 2019 В —  проверка одинаковая.

Единственное, что необходимо принимать во внимание — полярный конденсатор или нет. Как, наверное, понятно по названию, полярные конденсаторы требовательны к полярности питания. Так как при проверке мультиметром, прибор тоже подает питание на проверяемый элемент, положение щупов при проверке полярного конденсатора должно быть строго определенным:

  • Красный щуп — к положительному выводу.
  • Черный щуп — к минусовому (отрицательному).

Для неполярных положение щупов может быть любым. Еще, наверное, стоит сказать, как опознать полярные конденсаторы. Это всегда электролитические (полярные) емкости, которые выглядят обычно как небольшие бочонки. На полярных на корпусе у одного из выводов идет полоса контрастного цвета. Если корпус белый — полоса черная, корпус черный — полоса белая (светло-серая). Вот этой полосой отмечается отрицательный вывод (минус).

Внешний вид электролитического (полярного) конденсатора и его обозначение на схемах

Перед тем как проверить конденсатор мультиметром, осмотрите его корпус. Если полосы нет — можно не задумываться о положении щупов.

Как проверить конденсатор мультиметром без функции определения емкости

Для определения поврежденного конденсатора даже не всегда нужны приборы. Часто достаточно внешнего осмотра. Признаком того, что емкость вышла из строя, является вздутие корпуса, потеки любого цвета. Если внешние изменения есть, можно даже не измерять, а сразу менять. Это очень часто возвращает работоспособность вышедшей из строя бытовой технике и другой электрической и электронной аппаратуры.

Визуально бывает проще всего определиться с неисправностью электролитических конденсаторов импортного производства. Если конденсатор вздулся или дополнительно разгерметизировался в месте насечки, его необходимо заменить в обязательном порядке

Если внешних изменений нет, приступаем к проверке. Чаще всего у домашних радиолюбителей имеется цифровой мультиметр. Марка его не важна, но необходимо чтобы он мог мерить сопротивление и/или имел функцию проверки диодов. Можно использовать и стрелочные. Они даже удобнее — движущаяся или замершая на месте стрелка более информативна. Только помните, что это не измерения, а лишь проверки. То есть, с их помощью мы не можем измелить ёмкость конденсатора, а лишь убеждаемся в его работоспособности.

Перед тем как проверить конденсатор мультиметром, обязательно разрядите емкость. Если этого не сделать, в некоторых случаях измерительный прибор может выйти из строя.

Разрядить конденсатор можно двумя способами:

  • прикоснувшись к выводам высокоомным сопротивлением — 0,5-1 мОм;
  • при помощи лампы накаливания — центральный контакт лампы на одну ножку, корпусом прикоснуться к другой.

Безопасный и надежный способ разрядить конденсатор — замыкаем выводы при помощи обычной лампы накаливания на 220 В

Разряжать емкость при помощи обычного проводника не стоит — можно добиться выходя из строя элемента. Это может сработать без особого вреда только на емкостях, рассчитанных на невысокий вольтаж и имеющих небольшую емкость. Исправные лампы накаливания есть у всех, так что лучше используйте их.

В режиме омметра

Перед тем как проверить конденсатор мультиметром в режиме измерения сопротивлений, надо вспомнить, как изменяется его сопротивление в процессе работы. Без заряда сопротивление близко к нулю, но не ноль. По мере накопления заряда оно растет.

Еще раз: сопротивление разряженной емкости очень невелико — почти ноль. Но короткого быть не должно. То есть, если поставить мультиметр на прозвонку и прикоснуться к выводам разряженного конденсатора, звенеть не будет. Если звенит — можно дальше не тестировать, элемент не исправен.

Проверить работоспособность можно так: переводим переключатель мультиметра в режим измерения сопротивлений. Предел изменений зависит от параметров измеряемого конденсатора. Чем выше напряжение, на которое рассчитан элемент, тем выше ставим предел. Например, для 50 В выставляем 20 кОм, для 2019 В  выбираем 2 МОм. И, лучше, выставить более высокий предел, чем низкий.

Подготовив прибор, к разряженному элементу прикладываем щупы, смотрим на экран. Сначала высвечивается цифра 1, затем показания начинают расти. Это накапливается заряд. В какой-то момент рост прекращается, на экране снова цифра «1». Конденсатор зарядился.

Конденсатор заряжается, его сопротивление растет

Поменяв местами щупы, мы меняем полярность питания. На экране сразу высвечиваются цифры с «минусом» впереди, затем они уменьшаются — идет разряд. После перехода через ноль, цифры начинают расти — идет заряд, затем снова высвечивается единица. Конденсатор проверили на работоспособность и он исправен. Если «поведение испытуемого» отличается от описанного, значит элемент нерабочий. Теперь вы знаете, как проверить конденсатор мультиметром в режиме омметра.

Проверка напряжения на заряженном конденсаторе

Убедиться что заряд накоплен можно, если измерить напряжение на выводах заряженной емкости. Переводим мультиметр в режим измерения постоянного напряжения. Предел измерений выбираем в зависимости от параметров элемента. Напряжение, на которое он рассчитан указано обычно на корпусе. Для мелких деталей придется поискать в технических характеристиках. Предел измерений выставляем не меньше указанного.

Измерение напряжения на заряженном конденсаторе с помощью мультиметра

Дальше все аналогично: прикладываем щупы к выводам и следим за показаниями. Значение не меняется, но может быть как с плюсом, так и с минусом.  Это и есть напряжение на заряженной емкости. Если выводы закоротить через нагрузку, цифра начинает уменьшатся — происходит разряд. Чем закоротить? При небольшом вольтаже — до 50 В — можно одним из щупов. Для более мощных лучше использовать или все ту же лампу накаливания, или сопротивление на один мегаом. Теперь вы знаете не только как проверить конденсатор мультиметром, но и как измерить напряжение на заряженной емкости.

В режиме прозвонки диодов

Если на мультиметре есть режим прозвонки диодов, можно проверить работоспособность конденсатора с его помощью. Этот метод позволяет на слух определить пригодность элемента.

Вот такой значок обозначает прозвонку диодов

Все еще проще: ставим переключатель в положение прозвонки диодов, прикладываем щупы. Ждем некоторое время. Если емкость исправна, время от времени слышится «писк». Чем больше емкость конденсатора, тем дольше время ожидания и тем короче «писк». Если писка нет — емкость нерабочая.

Мультиметр с функцией измерения емкости

Как проверить конденсатор мультиметром, который может измерять емкости, написано в инструкции по эксплуатации к прибору. Но, обычно, сколько-нибудь значимых отличий в измерениях между разными приборами нет, так что можем описать порядок действий. Все что требуется:

  • перевести переключатель прибора в нужный сектор;
  • выбрать диапазон измерений;
  • приложить щупы к выводам конденсатора;
  • просмотреть показания на экране.

Как проверить конденсатор мультиметром

В некоторых моделях мультиметров в корпусе рядом со шкалой измерений есть специальные отверстия, в которые вставляются конденсаторы. В этом случае переключатель переводится в положение измерения емкости, выбираем предел измерений. Затем вставляется конденсатор, ждем пока на экране высветятся результаты измерений.

Со специальными гнездами для установки емкостей

Емкость конденсатора написана на корпусе, кроме слишком малых для этого видов. Показания мультиметра не всегда совпадают с тем, что указано на корпусе. Но рядом с номиналом стоит допуск точности в процентах. Если отклонения в рамках этого допуска, элемент считается исправным. Если нет — надо менять.

Как правило, обычные мультиметры не позволяют измерять конденсаторы малой емкости — меньше 100 пикофарад. Для этих целей необходим специализированный прибор, например, цифровой измеритель емкости CM7115A или Mastech MY6013A.

Как проверить конденсаторы на плате, не выпаивая

Как известно, измерить емкость конденсатора не выпаивая его невозможно. Зато узнать рабочий конденсатор или нет достаточно просто, если он не зашунтирован низкоомной цепью. Его исправность можно проверить мультиметром в режиме измерения сопротивлений или постоянного напряжения. Любым из этих способов можно найти неисправный конденсатор на плате.

Сначала осматриваем элементы визуально, вздутые и имеющие потеки проверяем в первую очередь. А порядок проверки и все, что вы должны увидеть на приборе, описано выше. Разницы никакой. Но еще раз: на плате можно только определить исправность конденсатора. Чтобы проверить его емкость, узнать не уменьшилась ли она, хотя бы один вывод конденсатора надо выпаять.

Проверить конденсатор на работоспособность мультиметром можно и не выпаивая его с платы

Вся процедура проверки работоспособности точно такая же. Если позволяет монтаж, можно прикасаться щупами к ножкам емкости с лицевой стороны. Если детали расположены так, что к ним не подлезть, определитесь где с изнаночной стороны они припаяны, прикасайтесь щупами к местам пайки «с изнаночной стороны платы».

Особенности SMD конденсаторов

Современные технологии позволяют делать радиодетали очень малых размеров. С применением SMD технологии компоненты схем стали миниатюрными. Несмотря на малые размеры, проверка SMD конденсаторов ничем не отличается от более габаритных. Если надо узнать, рабочий он или нет, сделать это можно прямо на плате. Если необходимо измерить емкость, надо выпаять, затем провести измерения.

SMD технологии позволяют делать миниатюрные радиоэлементы

Проверка работоспособности SMD конденсатор проводится точно также как электролитических, керамических и всех других. Щупами надо прикасаться к металлическим выводам по бокам. Если они залиты лаком, лучше плату перевернуть и тестировать «с тыльной» стороны, определив, где находятся выводы.

Танталовые SMD конденсаторы могут быть полярными. Для обозначения полярности на корпусе, со стороны отрицательного вывода, нанесена полоса контрастного цвета

Даже обозначение полярного конденсатора похоже: на корпусе возле «минуса» нанесена контрастная полоса. Полярными SMD конденсаторами могут быть только танталовые, так что если видите на плате аккуратный прямоугольник с полосой вдоль короткого края, к полоске прикладывайте щуп мультиметра который подключен к минусовой клемме (черный щуп).

Конденсатор — электронный элемент, относящийся к категории пассивных. Его основная способность — медленно (с электротехнической точки зрения, в течение нескольких секунд) накапливать заряд, и при необходимости мгновенно отдавать. При отдаче происходит это разряд. В отличие от аккумулятора конденсатор отдает всю энергию импульсом, а не постепенно, после чего снова начинается цикл зарядки.

Основная характеристика этого элемента — ёмкость. Она измеряется в пФ и мкФ — пико- и микрофарадах. Кроме того, каждый конденсатор имеет определенные характеристики рабочего напряжения и напряжения пробоя, при котором он выходит из строя. Они либо указываются на корпусе числами, либо их приходится определять по каталогам, ориентируясь по типоразмеру и цветовой маркировке детали.

В силу своих конструктивных особенностей конденсаторы относятся к категории элементов, которые наиболее часто выходят из строя на электронной плате. Поэтому любой ремонт устройства, содержащего электронику (от микроволновки до системной платы ПК) начинается с проверки этих элементов на работоспособность — визуально, с помощью мультиметра или других приборов.

Самый простой способ

Самым простым и в то же время предварительным способом проверить этот элемент, не выпаивая его из схемы, является визуальный осмотр. Отломившаяся ножка автоматически превращает деталь в нерабочую и подлежащую замене.

При наличии на плате электролитических конденсаторов — они легко опознаются по цилиндрической форме с крестообразной риской на шляпке, а также фольгированному покрытию — в первую очередь надо проверить их. Для данной группы элементов характерно «вздутие». Это микровзрыв находящегося внутри электролита, который может произойти, например, из-за скачка рабочего напряжения. Если «цилиндрик» вздут, лопнул по риске на верхушке, на плате обнаруживаются потеки электролита, то его безоговорочно меняют. Зачастую после этого прибор начинает нормально работать. Если этого не происходит — рекомендуется проверить остальные конденсаторы и другие детали.

В профессиональных ремонтных или наладочных организациях для этого используют профессиональные же приборы — LC-тестеры, или тестеры емкости. Они достаточно дороги, а потому в «хозяйстве» обычного электромонтера встречаются редко. Но при ремонте большинства плат бытовых устройств в них и нет необходимости — провести проверку емкости конденсатора можно и обычным мультиметром.

Применение тестера для проверки

Настало время ответить на вопрос, как проверить конденсатор мультиметром. В первую очередь нужно оговорить сразу: мультиметром можно проверять только детали емкостью не менее 0,25 мкФ и не более 200 мкФ. Эти ограничения базируются на принципах их работы, и вообще принципе самой проверки — для малоемкостных не хватит чувствительности прибора, а мощные, например, высоковольтный конденсатор, способны повредить как прибор, так и самого испытателя.

Дело в том, что любой конденсатор перед началом измерения емкости или проверки на короткое замыкание необходимо разрядить. Для этого оба его вывода замыкаются между собой любым проводником — куском провода, отверткой, пинцетом и так далее. При этом в случае со слабым элементом происходит негромкий хлопок и вспышка. Но мощный, к примеру, пусковой конденсатор (особенно советского производства, для пуска люминесцентных ламп) даст вспышку, сравнимую по мощности со вспышкой электросварки. Металлический проводник даже может оказаться оплавлен.

Поэтому необходимо использовать либо отвертку или пассатижи с изолированной рукояткой, либо электротехнические резиновые перчатки. В противно случае можно получить электрический удар.

Присутствует разъем для измерения емкости

Дальнейшая методика проверки зависит от функциональности самого мультиметра: обладает ли он специальными разъемами и функцией измерения емкости (обозначается Cx) или нет. Если да, то все предельно просто:

  • выпаяйте деталь из платы;
  • зачистите ножки от окислов и остатков припоя;
  • установите на приборе режим измерения емкости с пределом измерения, близким или равным к номиналу конденсатора, который на нем указан;
  • установите элемент в специальное парное гнездо на мультиметре, либо коснитесь ножками металлических пластин, его заменяющих.

Обратите внимание! Чтобы проверить электролитический конденсатор, необходимо соблюдать полярность — плюс к плюсу, минус к минусу. Если на гнездах прибора обозначены плюс и минус, то устанавливать его нужно только так. Если не обозначены — не имеет значения.

Электролитический конденсатор — это мини-аккумулятор, в нем содержится электролит, и подключается он только с соблюдением полярности. Плюс на нем не отмечается, но минус промаркирован галочкой на золотистом фоне, кроме того, «минусовая» ножка иногда бывает длиннее. Неправильное подключение полярного элемента приведет к однозначному выходу его из строя.

После установки детали в гнезда мультиметр начнет заряжать его постоянным током. На дисплее появится число, которое будет постепенно увеличиваться. Когда показания перестанут меняться — элемент максимально заряжен. Если показатель заряда аналогичен или хотя бы близок номиналу — элемент работоспособен.

А как проверить керамический конденсатор? Точно так же. Керамические элементы этого вида всегда неполярны, поэтому можно не опасаться неправильного подключения.

Нет разъема для измерения емкости

Прозвонить полярный или неполярный конденсатор мультиметром, не имеющим специальной функции, можно в режиме максимального сопротивления, при котором происходит его зарядка постоянным током. Этот способ проверки подходит даже для таких элементов, как smd конденсатор (для поверхностного монтажа) или пленочный конденсатор. Проверка полярного элемента отличается только необходимостью соблюдать полярность.

Алгоритм следующий:

  • разрядить элемент, закоротив его ножки;
  • выставить максимальный предел измерения сопротивления — вплоть до мегаом, если позволяет прибор;
  • подключить черный щуп мультиметра к гнезду COM — это ноль или, в нашем случае, минус, а красный щуп — в гнездо для измерения напряжения и сопротивления;
  • коснуться черным щупом минуса детали, а красным — плюса;
  • наблюдать за показаниями прибора.

Обратите внимание, что электролитический тип всегда полярен, все остальные — неполярные.

Что происходить в этом случае? Мультиметр начинает заряжать деталь постоянным током. Во время зарядки его сопротивление увеличивается. Быстрый рост показаний сопротивления вплоть до значения «1» (бесконечно большое) означает, что конденсатор потенциально исправен, хотя таким способом и невозможно определить его фактическую емкость.

Возможная ошибка! Во время такой проверки нельзя касаться щупов или ножек элемента пальцами. Вы зашунтируете его сопротивлением собственного тела, и тестер покажет ваше собственное сопротивление. Рекомендуется применять щупы-крокодилы, если таковые есть.

Что означают результаты проверки

При проверке конденсатора мультиметром методом максимального сопротивления можно получить три варианта результатов.

Сопротивление росло быстро и достигло «1» — бесконечности. Означает, что элемент исправен.

Сопротивление очень мало либо вовсе отсутствует. Это означает пробой обкладок конденсатора между собой. Установка на плату приведет к короткому замыканию.

Сопротивление растет до значительного порога, но не до «1». Это означает наличие утечки по току. Конденсатор «условно работоспособен», его использование в приборе приведет к искажениям сигнала, помехам и другим негативным последствиям.

Кроме того, в последнем случае нет гарантии, что при включении «условно рабочего» элемента в схему не произойдет окончательного пробоя.

Проверка на вольтаж

Конденсатор должен выдавать определенное напряжение — оно указано на корпусе или в ТТХ по каталогу. Перед использованием в работе можно проверить его фактическую способность выдавать положенный разряд. Для этого конденсатор заряжается напряжением ниже номинального в течение нескольких секунд. Для высоковольтного, на 600 В, подойдет напряжение в 400 В, для низковольтного на 25 В — 9 В, и тому подобное.

После этого мультиметр переводится на измерение постоянного (!) напряжения, и подключается к испытываемой детали. Начальное значение на экране и есть значение разряда.

Обратите внимание, что цифры на экране будут очень быстро уменьшаться — конденсатор разряжается.

Если начальное значение на дисплее мультиметра меньше номинала — элемент не держит заряда. Учтите, что в любом случае разряжается он быстро.