Hur du kontrollerar en kondensator med multimeter: regler och särskilda aspekter vid mätning

Kondensatorer finns i olika apparater. De är också ofta orsaken till fel. För att snabbt identifiera en defekt komponent och byta ut den måste man veta hur man testar en kondensator med en multimeter, eftersom det är det enklaste sättet.

Vi berättar hur man använder en billig men funktionell mätare för att identifiera defekta komponenter. I artikeln vi presenterar går vi igenom olika typer av kondensatorer och hur man testar dem. Med våra tips hittar du utan problem den “svaga länken” i kretsen.

Vad är en kondensator och vad används den till?

Industrin tillverkar kondensatorer av olika typer som används inom många områden. De är nödvändiga inom bil- och maskinindustri, radioteknik och elektronik, instrumenttillverkning och produktion av hushållsapparater.

Kondensatorer är en slags «energilager» som de avger vid tillfälliga strömavbrott. Dessutom filtrerar en viss typ av dessa komponenter bort användbara signaler, bestämmer frekvensen för signalgenererande enheter. Urladdnings- och laddningscykeln för en kondensator är mycket snabb.

En elektrisk komponent som en kondensator består av ett par ledare (strömledande plattor). Mellan sig är de åtskilda av ett dielektrikum. Den kan inte anslutas till en krets som leder likström, eftersom det är likvärdigt med ett avbrott.

I en växelströmskrets laddas kondensatorns plattor omväxlande med strömmens frekvens. Detta förklaras av att spänningen vid en sådan strömkällas terminaler periodiskt ändras. Resultatet av dessa omvandlingar är en växelström i kretsen.

Precis som ett motstånd och en spole uppvisar en kondensator motstånd mot växelström, men för strömmar med olika frekvenser är det olika. Till exempel, medan den väl släpper igenom högfrekventa strömmar, kan den nästan vara en isolator för lågfrekventa strömmar.

Motståndet hos en kondensator är relaterat till dess kapacitans och strömmens frekvens. Ju större de två sista parametrarna är, desto lägre är dess kapacitiva motstånd.

Polära och icke-polära sorter

Bland det enorma antalet kondensatorer urskiljer man två huvudtyper: polära (elektrolytiska) och icke-polära. Som dielektrikum i dessa enheter används papper, glas, luft.

Egenskaper hos polära kondensatorer

Namnet 'polära' talar för sig självt – de har polaritet och är elektrolytiska. När du kopplar in dem i en krets måste polariteten följas noggrant – strikt '+' till '+' och '-' till '-'. Om du ignorerar denna regel kommer komponenten inte bara att fungera dåligt, utan kan även explodera. Elektrolyten kan vara flytande eller fast.

Dielektrikumet här är papper impregnerat med elektrolyt. Komponenternas kapacitans varierar från 0,1 till 100 000 µF.

Syftet med polära kondensatorer är filtrering och utjämning av signaler. Pluspolen har något längre ben. Minusmärket är anbringat på höljet.

När plattorna kortsluts alstras värme. Under dess inverkan avdunstar elektrolyten och en explosion inträffar.

Moderna kondensatorer har en liten fördjupning och ett kors på ovansidan. Tjockleken på den fördjupade delen är mindre än resten av lockets yta. Vid en explosion öppnas den övre delen som en blomma. Av denna anledning kan man se en buktning på ändarna av höljet på en defekt komponent.

Skillnader hos icke-polära kondensatorer

Icke-polära filmkondensatorer har ett dielektrikum av glas eller keramik. Jämfört med elektrolytiska kondensatorer har de en lägre självurladdning (läckström). Detta beror på att keramik har högre resistans än papper.

Det är inte nödvändigt att följa polariteten när du ansluter en icke-polär kondensator i en krets. De är ofta mikroskopiska och används i stora mängder i vissa projekt.

Alla kondensatorer delas in i allmänna och speciella komponenter, vilka kan vara:

1. Högspänningskondensatorer. Används i högspänningsapparater. De tillverkas i olika utföranden. Det finns keramiska, film-, olje- och vakuumhögspänningskondensatorer. De skiljer sig avsevärt från vanliga komponenter och åtkomsten till dem är begränsad.
2. Startkondensatorer. Används i elmotorer för att säkerställa pålitlig drift. De ökar motorns startmoment, till exempel för en pumpstation eller kompressor vid start.
3. Impulskondensatorer. Avsedda att skapa en kraftig spänningspuls och överföra den till enhetens mottagande panel.
4. Dosimetrikondensatorer. Utformade för att fungera i kretsar med låg strömbelastning. De har mycket låg självurladdning och hög isolationsresistans. Oftast är det fluorkolkomponenter.
5. Störningsdämpande. De mildrar den elektromagnetiska bakgrunden över ett brett frekvensområde. De kännetecknas av låg egeninduktans, vilket gör att resonansfrekvensen kan höjas och frekvensbandet för undertryckta frekvenser utvidgas.

Procentuellt sett sker de flesta komponentfelen när spänningen överstiger den nominella. Fel i konstruktionen kan också orsaka funktionsfel.

Om dielektrikumet ändrar sina egenskaper uppstår också ett fel i kondensatorn. Detta sker när det läcker, torkar ut eller spricker. Kapacitansen ändras då omedelbart. Den kan endast mätas med mätinstrument.

Procedur för testning med multimeter

Det är bättre att kontrollera kondensatorer genom att ta bort dem från kretsen. Detta ger mer exakta värden.

Enkla komponenter med variabel eller fast kapacitans går mycket sällan sönder. Här kan man bara mekaniskt skada de strömförande plattorna. Elektrolytiska dielektriska element är mest benägna att gå sönder.

Den grundläggande egenskapen hos alla kondensatorer är att de endast leder växelström. Likström leds endast i början under en mycket kort tid. Deras resistans beror på kapacitansen.

Hur testar man en polär kondensator?

Vid kontroll av en komponent med multimeter måste villkoret uppfyllas: kapacitansen måste vara större än 0,25 µF.

Tekniken för att mäta kondensatorn och upptäcka fel med multimeter är följande:

1. Ta kondensatorn i benen och kortslut den med ett metallföremål, till exempel pincett eller skruvmejsel. Detta görs för att ladda ur elementet. Att detta har skett indikeras av en gnista.
2. Ställ multimeterns omkopplare på genomsökning eller mätning av resistans.
3. Vidrör kondensatorns anslutningar med mätsladdarna med hänsyn till polariteten – röd sladd till plusbenet, svart till minusbenet. Då tillförs likström, så att kondensatorns resistans blir minimal efter en tid.

Medan mätsladdarna är på kondensatorns anslutningar laddas den upp, och dess resistans fortsätter att öka tills den når maximum.

Det är bättre att göra kontrollen med en analog multimeter. Då kan man observera visarens beteende istället för att se blinkande siffror på en digital enhet. Det är mycket bekvämare.

Om multimetern piper vid kontakt med mätsladdarna och visaren stannar på nollstrecket, indikerar det en kortslutning. Det var orsaken till kondensatorns fel. Om visaren omedelbart visar 1, betyder det att kondensatorn har ett internt avbrott.

Sådana kondensatorer anses vara defekta och måste bytas ut. Om «1» visas först efter en stund – är komponenten i gott skick.

Det är viktigt att utföra mätningar så att felaktigt beteende inte påverkar mätkvaliteten. Man får inte röra vid sänderna med händerna under mätningen. Människokroppen har mycket lågt motstånd, och motsvarande läckageindikator överskrider det många gånger.

Strömmen tar vägen med minst motstånd förbi kondensatorn. Därför visar multimetern ett resultat som inte alls har med kondensatorn att göra. Kondensatorn kan även laddas ur med hjälp av en glödlampa. I så fall sker processen mjukare.

Att ladda ur kondensatorn är nödvändigt, särskilt om komponenten är högspännings. Det görs av säkerhetsskäl och för att inte skada multimetern. Den kan skadas av restspänning på kondensatorn.

Undersökning av en icke-polär kondensator

Opolära kondensatorer är ännu enklare att kontrollera med en multimeter. Först ställer man in mätområdet på megaohm på instrumentet. Därefter ansluter man sänderna. Om motståndet är mindre än 2 MΩ är kondensatorn troligen defekt.

Vid kontroll av opolära kondensatorer behöver man inte följa polaritet. För tydlighetens skull är det bra att ta två kondensatorer, den ena fungerande och den andra defekt. Genom att jämföra resultaten kan man dra mer exakta slutsatser om komponentens funktion.

Under laddning av komponenten från multimetern är det möjligt att kontrollera dess funktion om kapacitansen är minst 0,5 μF. Om den är mindre syns inga förändringar på instrumentet. Om det ändå är nödvändigt att kontrollera en komponent som är mindre än 0,5 μF, går det att göra med multimetern, men endast för kortslutning mellan plattorna.

Om det är nödvändigt att undersöka en opolär kondensator med en spänning över 400 V kan det göras förutsatt att den laddas från en strömkälla som är skyddad mot kortslutning automatisk brytare. I serie med kondensatorn ansluts ett motstånd som är dimensionerat för ett motstånd på över 100 Ω. En sådan lösning begränsar den initiala strömstöten.

Det finns också en metod för att avgöra om kondensatorn fungerar, nämligen gnisttest. Då laddas den upp till arbetsspänningen, sedan kortsluts anslutningarna med en metallskruvmejsel med isolerat handtag. Funktionen bedöms utifrån urladdningens styrka.

Vid kontroll av en komponent avsedd för drift i ett 220 V-nät får man inte glömma säkerhetsåtgärderna. Kapacitansen måste laddas ur med hjälp av ett motstånd på 10 kΩ.

Omedelbart efter laddning och efter en stund mäts spänningen på komponentens ben. Det är viktigt att laddningen behålls länge. Därefter behöver kondensatorn urladdas via motståndet som den laddades genom.

Mätning av kondensatorns kapacitans

Kapacitans är en av kondensatorns nyckelegenskaper. Den måste mätas för att vara säker på att komponenten samlar upp och håller laddningen väl.

För att försäkra sig om komponentens funktionsduglighet måste man mäta denna parameter och jämföra den med den som anges på höljet. Innan du kontrollerar en kondensators funktion måste du ta hänsyn till vissa specifikationer i proceduren.

Om du försöker utföra mätningen med probarna kan du inte få önskat resultat. Det enda du kan göra är att avgöra om kondensatorn fungerar eller inte. För att göra detta väljer du genomsökningsläge och vidrör benen med probarna.

När du hör ett pip, byt plats på probarna, ljudet ska upprepas. Det hörs vid en kapacitans på 0,1 μF. Ju större värdet är, desto längre varar ljudet.

Om du behöver exakta resultat är den bästa lösningen i denna situation att använda en modell med speciella kontaktanslutningar och möjlighet att justera uttaget för att bestämma komponentens kapacitans.

Kontaktanslutningar är speciella kontakter märkta med bokstavskombinationen «-CX+». Minus och plus före bokstäverna anger anslutningens polaritet.

Instrumentet ställs in på det nominella värdet som anges på kondensatorns hölje. Sätt in kondensatorn i uttagen efter att ha urladdat den med ett metallföremål.

På skärmen ska ett kapacitansvärde visas som är ungefär lika med nominellt. När detta inte händer drar man slutsatsen att komponenten är skadad. Se till att instrumentet har ett nytt batteri. Det ger mer exakta mätvärden.

Mätning av spänning med multimeter

Man kan också få reda på kondensatorns funktionsduglighet genom att mäta spänningen och jämföra resultatet med nominellt värde. För att utföra kontrollen behövs en strömkälla. Dess spänning bör vara något lägre än den komponent som testas.

Till exempel, om kondensatorn är 25 V, räcker det med en 9-voltskälla. Proberna ansluts till benen med hänsyn till polaritet, och man väntar en stund — några sekunder.

Om det finns en garanti på kondensatorn innebär det att dess parametrar under en viss tid inte kommer att överskrida 20% av de nominella värdena.

Det händer att tiden har löpt ut, men den utgångna komponenten fortfarande är funktionsduglig, även om dess egenskaper är annorlunda. I så fall måste den övervakas kontinuerligt.

Multimetern ställs in på spänningsmätningsläge och en kontroll utförs. Om värdet som visas på displayen nästan omedelbart är identiskt med märkvärdet, är komponenten lämplig för fortsatt användning. Annars måste kondensatorn bytas.

Testning av kondensatorer utan att löda ur

Kondensatorer behöver inte lödas ur från kortet för kontroll. Det enda villkoret är att kortet måste vara strömlöst. Efter strömavbrott måste man vänta lite tills kondensatorerna urladdas.

Man bör förstå att man inte kan få ett 100% resultat utan att löda ur komponenten från kortet. Närliggande komponenter stör en fullständig kontroll. Man kan bara bekräfta frånvaro av genomslag.

För att kontrollera en kondensator utan att löda ur den, rör man helt enkelt vid kondensatorns ben med mätsladdarna för att mäta resistansen. Beroende på typen av kondensator kommer mätningen av denna parameter att variera.

Rekommendationer för testning av kondensatorer

Kondensatorer har en obehaglig egenskap — vid lödning efter värmepåverkan återhämtar de sig mycket sällan. Samtidigt kan man bara kvalitativt kontrollera en komponent genom att löda ur den från kretsen. Annars kommer närliggande komponenter att shuntar den. Av denna anledning måste vissa nyanser beaktas.

Efter att den kontrollerade kondensatorn har lötts in i kretsen, måste den reparerade enheten tas i drift. Detta gör det möjligt att övervaka dess funktion. Om dess funktion har återställts eller om den fungerar bättre, byts den kontrollerade komponenten ut mot en ny.

Den kombinerade instrumentet multimeter, särskilt utrustad med kapacitansmätningsläge, gör det möjligt att exakt, snabbt och framför allt tillförlitligt kontrollera kondensatordetaljer

För att förkorta kontrollen löder man inte ur båda, utan endast en av kondensatorns ben. Man måste veta att för de flesta elektrolytiska komponenter är detta alternativ inte lämpligt, på grund av konstruktionsegenskaperna hos höljet.

Om kretsen är komplex och innehåller ett stort antal kondensatorer, bestäms felet genom att mäta spänningen över dem. Om parametern inte överensstämmer med kraven måste den misstänkta komponenten tas bort och kontrolleras.

Vid upptäckt av fel i kretsen bör man kontrollera kondensatorns tillverkningsdatum. Torkningen av komponenten under 5 års drift är i genomsnitt cirka 65%. En sådan komponent, även om den är i fungerande skick, är bättre att byta ut. Annars kommer den att störa kretsens funktion.

För multimetrar av den nya generationen är maxvärdet för mätning kapacitans upp till 200 μF. Om detta värde överskrids kan mätinstrumentet gå sönder, även om det är utrustat med en säkring. I apparater av den senaste generationen finns smd elektrolytkondensatorer. De kännetecknas av mycket små storlekar.

Bland SMD-kondensatorer är FK-serien den populäraste. De har en kapacitans på upp till 1500 µF och en maximal driftsspänning på 100 V. De har en fordonscertifiering enligt AEC-Q200.

Att löda loss en av anslutningarna på ett sådant element är mycket svårt. Här är det bättre att lyfta en anslutning efter avlödning, isolera den från resten av kretsen, eller lossa båda anslutningarna.

Om hur man kontrollerar spänningen i ett vägguttag med en multimeter får du lära dig i nästa artikel, som vi verkligen rekommenderar att du läser.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video #1. Detaljerad kontroll av en kondensator med multimeter:

Video #2. Inspektion av kondensatorn på kortet:

Även om det inte är ett specialiserat instrument och dess begränsningar finns, räcker det för att undersöka och reparera ett stort antal populära radioelektroniska enheter.

Skriv gärna kommentarer i blocket nedan, publicera bilder och ställ frågor om artikelns ämne. Berätta hur ni testade kondensatorers funktionsduglighet. Dela med er av användbar information som kan vara till nytta för webbplatsens besökare.