Как проверить работоспособность конденсатора и определить емкость?

Что надо проверять?

Конденсатор представляет собой корпус с контактами для монтажа. Внутри находятся две поверхности со значительными площадями, величины которых являются определяющими для ёмкости этого устройства. Поверхности эти называются обкладками и разделены слоем изоляции. Их свойства характеризуют номинальное и максимальное напряжения, которые соответствуют нормальной работе обкладок.

Помимо разнообразия исполнения корпусов есть две основные группы конденсаторов по своему назначению для электрических цепей:

• постоянного тока;
• постоянного и переменного тока.

В первую очередь, пригодность конденсатора проверяется по внешнему виду корпуса. Но такая оценка результативна в основном для электролитических конденсаторов с бочкообразным корпусом.

На изображениях выше хорошо видно, как проявляется неисправность в выпуклости верхней части корпуса. В других типах корпусов выполненных из компаунда и прочного металла таких изменений не видно. Но могут быть и другие дефекты – вмятины и трещины. Такие комплектующие лучше не использовать – деформация корпуса нарушает их электрические характеристики.

Проверить конденсатор возможно на следующие неисправности:

• обрыв контакта;
• замыкание обкладок;
• изменение ёмкости;
• увеличение эквивалентного последовательного сопротивления — ЭПС, на английском языке ESR — Equivalent Series Resistance.

Несмотря на то, что главным актуальным параметром этого устройства является ёмкость, вместе с ней присутствуют индуктивность и сопротивление.

Они являются нежелательными, но неизбежными составляющими конструкции. Особенно вредно ЭПС, определяющее температуру нагрева при протекании переменного тока. Самыми большими значениями ESL и ESR отличаются электролитические конденсаторы. При большой ёмкости свёрнутые в рулон обкладки, по сути, являются однорядной обмоткой с индуктивностью прямо пропорциональной величине ёмкости.

Методы проверки конденсатора

Для оценки ёмкости и остальных параметров конденсатора, за исключением максимального напряжения, имеются специальные приборы, в том числе и некоторые модели тестеров.

Измеритель величин ёмкости и ESR	Тестер с функцией измерения ёмкости

Если подбираются комплектующие для устройства, в котором необходима особенно качественная фильтрация напряжения питания, лучше всего использовать генератор прямоугольных импульсов и осциллограф. Тестируемый экземпляр соединяются с резистором в последовательную цепь. Импульсы подаются на концы цепи, а напряжение на резисторе наблюдается на экране осциллографа. У более качественных конденсаторов с меньшими значениями L и R скорость нарастания напряжения на экране будет больше. Это будет заметно по более крутому фронту сигнала.

Для допустимых значений ESR в Омах существуют таблицы, с которыми сравниваются показания приборов.

Но если специального прибора под рукой нет, а есть только тестер, выбрать наилучший экземпляр можно и с его помощью. Поскольку в тестере есть батарейка для измерения сопротивления он может служить как источник ЭДС. Если в режиме измерения сопротивления соблюдая полярность подключиться к полностью разряженному конденсатору, по начальному значению сопротивления, которое показывает тестер, можно оценить величину ESR, а по скорости нарастания сопротивления – величину ёмкости.

• Это косвенный метод и получить точные значения с его помощью не получится. Его стоит использовать только для сравнения.

Если электролитический конденсатор установлен в импульсном источнике электропитания его L и R особенно актуальны. В этом случае существует необходимость фильтрации высокочастотных составляющих напряжения прямоугольной формы, которое вырабатывается инвертором. Увеличенное значение L приведёт к попаданию высокочастотных помех в нагрузку. Увеличенное значение R нагреет электролит, и произойдёт вздутие корпуса как на изображениях выше.

Нагрев электролита может привести к преждевременному усыханию и уменьшению ёмкости. Поэтому для создания надёжного и долговечного оборудования подбор качественных конденсаторов весьма важен.