Как мультиметром прозвонить конденсатор и определить его исправность

Одним из самых распространенных пассивных компонентов в электротехнике и электронике является конденсатор. Он предназначен для различных целей – сглаживания пульсаций, разделения цепей по постоянному току, обеспечения пусковых режимов и т.п. Как и любой другой компонент, конденсатор может выйти из строя, и надо уметь проверять его на работоспособность с помощью приборов.

Типичные проблемы и неисправности конденсаторов

Чтобы понять, какие проблемы могут возникнуть в конденсаторе, надо понимать, как устроен этот элемент. В общем случае он состоит из:

• двух проводящих (металлических) обкладок;
• между ними расположен слой диэлектрика;
• все это помещено в корпус (пластиковый и т.п.), а для уменьшения габаритов пакет из обкладок и диэлектрика обычно сворачивают в рулон или брикет;
• к каждой обкладке присоединены выводы, которые выносят за пределы корпуса.

Внутреннее пространство некоторых элементов специального назначения может быть заполнено маслом.

Отсюда возможные неисправности, которые могут возникнуть в конденсаторе:

1. Обрыв выводов.
2. Замыкание обкладок (после механического воздействия или вследствие пробоя диэлектрика).
3. Значительное уменьшение емкости в связи с частичным разрушением материала обкладок.

Несколько по-иному устроены оксидные (их раньше называли электролитическими) конденсаторы. Они состоят из:

• двух полос металлической фольги, одна из которых покрыта слоем оксида – к каждой полосе подключены выводы;
• между ними расположен сепаратор – бумажная полоса;
• пакет свернут в рулон, помещен в корпус (чаще всего цилиндрический) и погружен в раствор электролита.

Одной обкладкой здесь служит полоса фольги, второй – электролит. Роль диэлектрика выполняет слой оксида, а вторая полоса фольги служит лишь для контакта с проводящей жидкостью. Бумага служит сепаратором – она разделяет полосы фольги.

Такая конструкция может быть подвержена вышеперечисленным дефектам, но дополнительно существуют и специфические проблемы:

• повышенная утечка через диэлектрик вследствие снижения изолирующих свойств тонкого слоя оксида (например, в результате растворения диэлектрика в результате длительного хранения);
• снижение емкости вследствие испарения электролита.

Утечка чаще всего зависит от приложенного напряжения.

При проверке низким напряжением оксидный конденсатор может вести себя нормально, а при приложении номинального уровня может начать «течь».

Подготовка конденсатора к проверке

В первую очередь перед проверкой конденсатор надо разрядить. В противном случае остаточный заряд может исказить результаты диагностики, а то и повредить тестирующий прибор. Конденсаторы небольшой емкости можно разрядить, замкнув выводы пинцетом. Для элементов большой емкости для этого лучше использовать резистор или лампочку.

Дальше надо обратить внимание на состояние выводов. Окисленные и загрязненные контакты надо очистить.

Проверка мультиметром в зависимости от типа конденсатора (каждый тип сделать отдельными подзаголовками)

Одним из приборов, с помощью которого можно продиагностировать конденсатор и замерить его параметры, является обычный бытовой тестер. Сразу следует заметить, что способ проверки не зависит от назначения элемента (мультиметру все равно, какую роль выполняет проверяемая деталь – пусковой конденсатор, сглаживающий, разделительный и т.п.), а также от типа элемента — воздушный, вакуумный, пленочный и другие конденсаторы проверяются по одним и тем же методикам.

Проверка стрелочным мультиметром

Можно выполнить проверку конденсатора стрелочным мультиметром. Для этого он переводится в режим омметра на минимальный предел. При подключении проверяемого элемента к щупам прибора, его стрелка должна резко отклониться вправо (в сторону нуля), а потом плавно вернуться на деление «бесконечность». Чем выше емкость конденсатора, тем на больший угол отклонится стрелка.

Если емкость элемента невелика, то стрелка может отклониться на незначительный угол, или отклонение может быть совсем незаметным.

Так ведет себя исправная деталь. Если компонент проблемный, то внешние признаки при проверке выглядят так:

• при подключении щупов стрелка не отклоняется совсем – обрыв (или маленькая номинальная ёмкость);
• стрелка отклоняется вправо на нулевое деление – короткое замыкание обкладок, нарушение целостности диэлектрика;
• после отклонения вправо стрелка не возвращается на деление «бесконечность» — повышенный ток утечки.

Приобретя опыт, по углу первоначального отклонения стрелки можно приблизительно оценивать емкость конденсатора.

Проверка цифровым мультиметром

Стрелочные тестеры в настоящее время вытесняются из обихода недорогими и более удобными цифровыми. К сожалению, они обладают большей инерцией измерений, и прозвонить конденсатор описанными выше способами не получится, пожалуй, кроме случаев короткого замыкания и, в некоторых случаях, повышенного тока утечки. Зато у таких мультиметров есть режим измерения емкости. С его помощью можно определить ёмкость конденсатора, что позволяет достаточно достоверно судить о его исправности.

Для выполнения диагностики надо переключить прибор в соответствующий режим (обычно он маркируется значком конденсатора или Cx). После подключения щупов к выводам надо выждать некоторое время (зависит от реальной емкости), и на дисплей выведется измеренное значение. Его надо сравнить со значением на корпусе элемента. Если обе цифры совпадают с учетом погрешности (чаще всего ±20%, у оксидных конденсаторов – больше), значит, можно считать деталь исправной.

Существует ограничение на проверку конденсаторов малой емкости. Большинство непрофессиональных приборов обычно не могут измерить емкость меньше 1000 пФ (1n).

Тематическое видео:

Проверка «пинцетом»

Радиодетали в исполнении SMD щупами обычного мультиметра проверять не очень удобно. Можно сделать переходник к тестеру в виде пинцета, а можно приобрести отдельный прибор для тестирования компонентов для поверхностного монтажа. Использование такого устройства принципиально не отличается от использования любого другого измерительного прибора, вопрос только в удобстве – если предстоит тестировать много SMD-компонентов, есть смысл купить подобный тестер.

Дополнительные методы прозвонки

В целом же проверка тестером стопроцентной достоверности в результатах не дает. Лучше использовать специализированные приборы. Например, недорогой тестер для проверки электронных компонентов можно приобрести через интернет. Он позволяет достаточно точно измерить характеристики конденсаторов, даже для элементов малой емкости. А для оксидных компонентов дополнительно выдаст сведения о потерях и величине ESR.

Можно ли проверить конденсатор не выпаивая из платы

Зачастую выпаивать деталь из платы, чтобы определить ее работоспособность, неудобно. Особенно это касается SMD-компонентов. Отсюда возникает соблазн продиагностировать деталь, не выпаивая ее.

Чтобы определить, насколько достоверно такое тестирование, надо посмотреть, какие элементы установлены параллельно проверяемому компоненту. Например, часто в параллель могут быть включены другие конденсаторы (в фильтрах), катушки индуктивности (в колебательных контурах), резисторы (для разряда) и т.п. В большинстве случаев достоверно проверить конденсатор не получится. Даже другой конденсатор исказит результаты диагностики – он может быть неисправен, и локализовать проблему без выпайки не получится. Дроссели, резисторы также повлияют на измерение.

А в ситуации, например, когда конденсатор используется в качестве сглаживающего фильтра, при правильном приложении тестирующего напряжения, диоды моста окажутся запертыми и на тестирование не повлияют. Однако, если щупы тестера подключить в обратной полярности, то параллельно диагностируемому элементу через два диода окажется подключена обмотка трансформатора. Хотя испытательного напряжения мультиметра, скорее всего, не хватит для открытия двух диодов, результатам проверки в данном случае лучше не доверять.

Для наглядности смотрите видео.

Рекомендации по замене или восстановлению неисправных конденсаторов

В общем случае конденсаторы, вышедшие из строя, восстановлению не подлежат. Если элемент не работоспособен, его надо заменить на аналогичный. Если точного аналога нет, можно установить взамен неисправного другой компонент, но с соблюдением ряда условий.

1. Всегда можно заменить деталь с меньшим рабочим напряжением на однотипный элемент с большим рабочим напряжением. Надо лишь учитывать, что чем больше рабочее напряжение, тем больше габариты компонента, и по этой причине установка на плате или внутри корпуса может быть затруднена.
2. В большинстве случаев можно поставить однотипный конденсатор с большей емкостью (за исключением резонансных цепей, в некоторых ситуациях – высокочастотных разделительных и т.п.). Этот вариант тоже зачастую влечет применение компонентов с большими габаритами.
3. При замене деталей на другой тип следует четко представлять возможность такой замены. Например, нельзя вместо маслонаполненного пускового конденсатора устанавливать оксидный (даже неполярный), так как он не рассчитан на пусковые токи. Нельзя вместо керамического конденсатора в ВЧ-цепях устанавливать бумажный, даже если он имеет те же характеристики.

У некоторых типов элементов часть неисправностей все же подлежит устранению. Например, у переменных конденсаторов с воздушным диэлектриком можно устранить замыкание между обкладками, аккуратно подгибая пластины тонкой отверткой или скальпелем.

Оксидные конденсаторы с большим током утечки можно попробовать отформовать. Для этого надо собрать несложную схему. Трансформатор должен выдавать напряжение не ниже рабочего для восстанавливаемого элемента. Напряжение, подаваемое на конденсатор Cx, постепенно повышается вручную с помощью резистора R2. Формовка считается оконченной, когда напряжение на выводах детали перестает увеличиваться. Для этого может потребоваться несколько часов. После завершения процесса установку надо отключить от сети. Восстановленный элемент разрядится через резистор R3.

При работе с полярным элементом при подключении надо соблюдать полярность. При восстановлении неполярного конденсатора надо восстановить слой при одной полярности, подключить его наоборот и провести процедуру снова.

Проверка конденсаторов на исправность при наличии приборов несложна. Однако в каждом случае требуется осознанность действий и учет влияющих факторов, в противном случае результаты тестирования могут оказаться ложными.