Як перевірити твердотільний або електролітичний конденсатор

Конденсатори широко застосовуються в електротехніці в якості елементів, що згладжують пульсації змінного струму, фільтрів частоти, або накопичувачів енергії. Крім того, ці радіодеталі можна застосовувати в якості гальванічної розв’язки. Технологій виготовлення безліч, принцип загальний: між двома обкладинками крім діелектрика розміщується особливу хімічну речовину, що визначає характеристики. Для електроустановок постійного струму, застосовуються електроліти. Це недорога технологія, яка має серйозний недолік: рідина може закипіти від перевантаження або високої температури, і тоді конденсатор буквально вибухає. На щастя, такий «екстрим» трапляється рідко: в більшості випадків корпус просто руйнується, втрачає герметичність, і електроліт випливає на монтажну плату.

Тому в відповідальних вузлах застосовуються конденсатори, виготовлені за іншою технологією. Замість рідкого електроліту застосовується струмопровідний органічний полімер. Він має фактично тверду консистенцію, тому при екстремальних навантаженнях (включаючи температурні) небезпеки не представляє. Такі конденсатори називаютьсятвердотільними (через відсутність рідких фракцій). Характеристики цих елементів не поступаються традиційним «електролітів», проте вартість деталей істотно вище. Є ще один недолік твердотільної конструкції – обмеження по вольтажу. Верхня межа напруги не більше 35 Вольт. З огляду на область застосування (комп’ютери, побутова техніка, автомобілі), це не є великою проблемою.

Через високу вартість, домашні майстри намагаються уникати покупки дорогих деталей, використовуючи б / у компоненти для заміни. У будь-якому випадку, щоб не витрачати зайві гроші, необхідно знати, як перевірити твердотільний конденсатор.

Як працює полімерний конденсатор

Щоб перевірити будь-який прилад, бажано розуміти механізм його роботи. Оскільки тема нашого матеріалу – твердотільні конденсатори (аналоги електролітичних), значить мова піде про радіоелементи для постійного струму, тобто полярних. Всі зі шкільної лави пам’ятають цю ілюстрацію:

Дві металеві пластини з діелектриком між ними (для лабораторії підійде навіть повітря). Якщо на контакти подати потенціал, між пластинами накопичується різнойменні заряди, і в просторі між ними виникає електричне поле. При відсутності електричного кола це поле може зберігатися досить довго (сучасні елементи забезпечують витік заряду, яка прагне до нуля). Саме це властивість лежить в основі застосування конденсаторів.

Елемент має певні основні характеристики:

  • Робоча напруга визначається величиною, при якій не наступає пробій діелектрика. Конденсатори виглядають зовсім не так, як ми звикли бачити на лабораторному столі в класі фізики. Деталі дуже компактні, відповідно відстань між пластинами мінімально. Звідси обмеження щодо граничного напруження.
  • Ємність конденсатора – його головний параметр. Він визначає, скільки електричної енергії деталь може накопичити і утримувати в собі. Величина безпосередньо залежить від площі пластин.

Другорядні характеристики:

  • Параметри витоку. Можуть визначатися струмом втрати накопиченого заряду, або опором діелектрика. Ідеальні показники можливі тільки в вакуумі, але такі конденсатори для побутового використання не випускаються.
  • Температурний коефіцієнт: визначається дельтою зміни ємності в залежності від температури.
  • Точність – вказується в процентах. Показує розкид параметрів ємності від еталонної (маркувальної) величини.

Важливо: не дивлячись на велику кількість параметрів, вимірювання (перевірці) підлягають лише два з них: ємність і опір діелектрика.

Пристрій електролітичних і твердотільних конденсаторів

Радіокомпоненти такого класу застосовуються в електронних пристроях з високими вимогами по габаритам. Тому питання компромісу між площею обкладок (від цього залежить ємність) і розмірами корпусу – головний біль розробників. Проблема вирішується технологічно просто:

Виготовляється так званих сендвіч, який складається з двох найтонших обкладок, між якими прокладається шар просоченої електролітом паперу (в електролітичних моделях) або струмопровідний полімер (твердотільні конденсатори). Зазвичай використовується Танталовая або алюмінієва фольга. В якості діелектрика застосовується природний оксидний шар однієї з пластин. У нього низька провідність, яка визначає струм витоку ємності.

Така конструкція може займати досить велику (за мірками радіодеталей) ємність. Тому її згортають в щільний рулон, де в якості роздільника між шарами виступає тонка електро-папір (дивимося ілюстрацію). Вона не бере участі в схемі роботи конденсатора.

Зовнішня оболонка виконана з алюмінію, на неї наноситься інформація про характеристики.

Переваги твердотільних конденсаторів

  • У порівняння з електролітичної конструкцією, істотно знижено еквівалентний послідовний опір. Завдяки цьому деталь практично не нагрівається на високих частотах.
  • Значна величина струму пульсацій робить роботу більш стабільною, особливо в схемах забезпечення електроживленням.
  • Твердотільні конденсатори практично не залежать від температури. Крім фізичного захисту від роздування корпусу, це властивість дозволяє зберігати параметри при нагріванні.
  • Тривалість життя. Якщо прийняти за еталон робочу температуру 85 ° C, термін експлуатації (без втрати характеристик) в 6 разів більше, ніж у електролітів. Зазвичай ці деталі без проблем працюють не менше 5 років.

Самостійна діагностика конденсатора

Оскільки ми говоримо про деталі для роботи з постійним струмом, не має значення, яка застосовується технологія: електролітична або полімерна. Перевірка полярних конденсаторів виконується однаково.

Перш за все, виконується зовнішній огляд. Електроліти не повинні мати слідів здуття, особливо на торці, де є насічка у вигляді хреста. При огляді твердотільних корпусів можна побачити термічні ушкодження з порушенням геометрії.

Зрозуміло, необхідно перевірити кріплення ніжок. Компактна конструкція має на увазі невеликі розміри всіх компонентів. Ніжки можуть банально відірватися ще на стадії складання.

Якщо зовнішній огляд не дав результатів, проводимо тестування за допомогою мультиметра

У будь-якому випадку, для виконання цих робіт необхідно випаять деталь з плати. Робити це треба обережно, щоб не висмикнути контактні ніжки з корпусу.

Якщо ваш прилад має спеціалізований роз’єм для перевірки, діагностика виконується відповідно до інструкції до мультиметру. Обов’язково проводиться весь комплекс тестування (якщо такий алгоритм є). Підключати потрібно правильно, дотримуючись полярності. Маркування обов’язково присутній на корпусі деталі. При такій перевірці ви не тільки перевірите справність, але і побачите значення ємності.

  • Перевірка працездатності конденсатора починається з вимірювання опору. Робиться це не так, як на резисторах або діодах. Щоб зрозуміти принцип перевірки, згадаємо основні властивості конденсатора. При накопиченні заряду опір між обкладинками збільшується. Для початку необхідно розрядити елемент (зняти залишковий заряд). Зрозуміло, це справедливо лише для справної деталі. Треба просто замкнути ніжки будь-яким провідником, або зімкнути їх між собою.

    Важливо: електролітичні конденсатори можуть працювати з напругою до 600 Вольт і більш, тому їх розряджають тільки інструментом з ізольованою рукояткою.

  • Потім необхідно виставити межа вимірювання в режимі омметра на значення 2 МОм. Підключити конденсатор до мультиметру і спостерігати за показаннями.
    Вимірювання такого роду краще проводити за допомогою стрілочного приладу, так буде наочніше видно динаміку. Але і на цифровому дисплеї все буде зрозуміло. Справний радіоелемент демонструватиме плавне збільшення опору. Причому чим вище ємність, тим повільніше відбувається процес. Коли значення буде близьким до нескінченності, цифровий індикатор покаже «1» (стрілочний відповідно «∞»).
  • Чому так відбувається? У мульіметра є елемент живлення. Під час вимірювання опору, на деталь подається напруга, яке заряджає конденсатор. Далі прості закони фізики: набралася ємність, опір збільшилася до нескінченності. Якщо знову замкнути контакти в режимі «коротиша», опір різко зменшиться. Потім знову плавно відновиться до нескінченності.

Перевірка межобкладочного замикання

Навіть такий надійний конденсатор, як твердотільний, може мати банальні фізичні ушкодження. Наприклад, замикання між обкладинками або на корпус. У першому випадку опір не збільшиться до нескінченності, хоча перший час буде поступово збільшуватися. При пробої на корпус, опір між однією з ніжок і зовнішньою оболонкою буде критично маленьким.

В обох випадках, такі конденсатори слід віднести до шлюбу, відновленню вони не підлягають.

Перевірка істинних значень ємності

Як перевіряти деталі за допомогою спеціалізованого мультиметра, ми вже розглядали. Однак для перевірки твердотільного (електролітичного) конденсатора недостатньо просто зафіксувати факт справності. Особливо, якщо радіоелемент під підозрою, або ви хочете використовувати деталь, що був у вжитку. Необхідно використовувати прилад, з достатнім діапазоном вимірювання ємності.

Тестування проводиться в кілька етапів:

  • кілька разів з’єднуємо конденсатор з клемами приладу, потім розряджається його замиканням, і знову перевіряємо;
  • нагріваємо радіодеталей за допомогою термофена до температури 60-85 ° C, і перевіряємо значення ємності: розкид параметрів не повинен перевищувати допустиму похибку (вказано на корпусі).

Важливо: обов’язково дотримуйтесь полярності при проведенні вимірювань. Це необхідно не тільки для отримання істинного значення. При напрузі живлення приладу хоча б 9 вольт (такі мультиметри зустрічаються часто), конденсатор може вийти з ладу через переполюсовкі.

Практичне застосування на автомобілі

Далеко не всі домашні майстри будуть тестувати елементну базу материнських плат комп’ютерів. А ось навички, як перевірити конденсатор трамблера, стануть в нагоді будь-якому автолюбителю. Вивчимо методику на прикладі класики ВАЗ.

  • Для перевірки необхідно від’єднати кабель, що йде від трамблера до конденсатора. Він зазвичай з’єднаний з одним контактом переривника. Між контактами закріплюємо лампу потужністю 35-50 Вт (зрозуміло, з напругою 12 вольт). Якщо при включенні запалювання лампа загорілася, конденсатор несправний, тобто «пробитий» (це найхарактерніша поломка). Якщо «контролька» не світиться – конденсатор справний.
  • Другий спосіб можна застосовувати в крайньому випадку, якщо у вас не знайшлося зайвої лампи. Після включення запалення, необхідно швидко і побіжно торкнутися контактами один до одного. Якщо нічого не відбувається – конденсатор в порядку. При наявності іскріння – радіоелемент «пробитий».

Для того, щоб перевірити твердотільні або електролітичні конденсатори, не обов’язково мати освіту радіоінженера. Керуючись нашими порадами, ви зможете точно визначити справність радіодеталей, і заощадити кошти на покупку нових елементів. З огляду на високу вартість саме таких конденсаторів, зниження витрат на ремонт буде відчутним.

Ссылка на основную публикацию