Конденсатор (лат. Condensare - «згущувати», «ущільнювати») популярна двополюсна система, яку застосовують в різних електричних ланцюгах. Пристрій здатний накопичувати і швидко віддавати електричний заряд. Величина ємності може бути, як постійна, так змінна.

Опис і принцип роботи кондесатора

У найпростішому випадку конденсатор являє собою дві протилежно заряджені пластини з діелектричної (ізолюючої) прокладкою між ними. Діелектрик має дуже малу товщину, в порівнянні з площею пластин. Роль діелектрика може виконувати навіть повітря.

У реальному виробництві більшість конденсаторів є багатошарові рулони з струмопровідних електродів, розділені діелектриком. Зібрані рулони в циліндричному корпусі.

Важко знайти електричну схему, в якій би не брав участі конденсатор.

У різних схемах цей елемент виконує роль накопичувача енергії. Класична схема, яка пояснює дію конденсатора, представлена ​​на малюнку.

Звичайна лампочка приєднана до конденсатора, який за допомогою перемикача, через опір, може заряджатися від гальванічної батареї. При зміні положення перемикач від'єднує батарею від конденсатора і з'єднує його з лампочкою. Пристрій віддає накопичений заряд лампі і можна спостерігати короткочасну спалах.

На перший погляд, він нагадує дію батарейки, але відрізняється від неї за принципом зарядки, швидкості розрядки, ємності.

Коли конденсатор підключають до баштовому пристрою, на електродах виявляється багато місця і ток зарядки спочатку максимальний. У міру того як пластини заряджаються, струм зменшується і зникає при повній зарядці. На одній пластині збираються електрони - негативно заряджені частинки, на інший - іони, позитивні частинки. Щоб вони не перестрибували з однієї пластини на іншу потрібен діелектрик.

Напруга, на відміну від струму, зростає в міру насичення конденсатора. Коли від нього відключають батарею він сам, як батарейка, стає джерелом струму. Але, на відміну від батареї, конденсатор розряджається швидко.

Характеристики параметрів пристрою

Всі важливі значення параметрів конденсатора розташовані на корпусі. На ньому також вказується тип елемента, дата випуску, виробник.

Найважливішою характеристикою є ємність.

Ємність - це величина заряду, який може накопичити і віддати елемент. Ємність вимірюється в Фарадах. Один Фарад дорівнює ємності, при якій за одну секунду і силі струму в один ампер між прокладками створюється напруга один вольт. Це досить велика величина і на практиці в магнітофонах, плеєрах використовуються мільйонні і тисячні частини Фаради.

Після значення ємності на корпусі показуються допустимі відхилення від неї.

Наступний важливий параметр - номінальну напругу. Завжди необхідно брати радіодеталей з запасом по напрузі, інакше, може статися пробій діелектрика і елемент вийде з ладу.

Крім того, у кожного конденсатора є ще різні характеристики: робоча температура, струм номінальний змінний або постійний.

Вони бувають однофазні та трифазні.

Класифікація конденсаторів

В основному вони розрізняються за типом діелектрика. Саме від нього залежать максимальна напруга, опір, стабільність.

за діелектрика

За особливостями діелектрика можна виділити наступні типи:

  • Рідкий.
  • Вакуумний. Коли пластини знаходяться в вакуумі, і він же виступає діелектриком.
  • Газовий.
  • Електролітичний і оксид-напівпровідниковий. Непровідним шаром тут виступає оксидний шар анода. У цього типу найбільша питома ємність.
  • Твердий органічний діелектрик. Ізолятором виступає плівка, папір, метало - папір.
  • Твердий неорганічний діелектрик. Керамічні, слюдяні, скляні та комбіновані непровідні елементи.

За зміною ємності

По цій характеристиці можна виділити наступні пристрої:

  • Постійні. Під час роботи їх ємність не змінюється.
  • Змінні. Мають здатність змінювати свою ємність. Це може бути механічний метод - реостат. Або зміна електричної напруги, або температури.
  • Підлаштування. Підлаштовуються механічно вручну при налаштуванні схеми приладу. Щоб пристрій працював нормально.

За призначенням і використанням

За сферою експлуатації всі конденсатори поділяються на такі типи:

  • Низьковольтні. Часто використовувані в схемах побутових пристроїв.
  • Високовольтні. Здатні витримати підвищену напругу.
  • Імпульсні. Застосовуються в фотоспалах, лазерах.
  • Пускові. За допомогою їх запускають електродвигуни.
  • Помехоподавляющие.

Розрізняють конденсатори полярні і неполярні. Полярними бувають тільки електролітичні кондери.

Області застосування

Конденсатори знаходять застосування практично у всіх областях електротехніки:

  • Фільтри випрямлячів і стабілізаторів в джерелах живлення.
  • Передача сигналів в підсилювачах.
  • Різні частотні фільтри. Розділяють звуки на низькі, середні, високі.
  • У таймерах. Вони встановлюють часові відрізки пускового механізму пральної машини, мікрохвильовки.
  • У перехідниках. Наприклад, можна підключити електродвигун, розрахований на 380 вольт до мережі з напругою в 220 вольт. Конденсатор приєднується до третього висновку, зрушуючи фазу на 90 градусів на третьому виведення. В результаті можна трифазний мотор включати в однофазну мережу 220 вольт.
  • В генераторах. Підбір частоти коливань і т. Д.

В даний час складно зустріти електричну схему, де б не використовувалися конденсатори.

Нескладні конденсатори практично не виходять з ладу, поломка може виникнути тільки при механічному впливі. Електролітичні кондери можуть з часом «висихати». Якщо прилад тривалий час не експлуатується, то діелектричний шар погіршує непроводімость струму.

Якщо полярні конденсатори неправильно під'єднати в схемі, переплутавши полюса, то елемент теж може вийти з ладу або навіть призвести до короткого замикання на платі.

При заміні конденсаторів, їх обов'язково треба тестувати і перевіряти. Оскільки навіть в невикористовуваних раніше елементах, при тривалому зберіганні може висохнути діелектрик.

Способів перевірки радіоелементів кілька. В одних випадках достатньо зовнішнього огляду. Найкраще підходить тестування приладом LC-метром. Але якщо його немає під рукою, то перевірити справність кондера можна тестером або мультиметром. Останній спосіб підходить для конденсаторів, з ємністю, яка перевершує 0.25 микрофарад.

Перевірка конденсатора тестером

Перед перевіркою, як і перед будь-якою роботою з конденсатором, його слід розрядити. Якщо він малопотужний, то досить викруткою замкнути ніжки елемента. Ручка викрутки повинна бути ізольована.

Потужні конденсатори розряджаються лампочкою розжарювання. Після спалахування лампочки він повністю розрядиться.

Тепер можна проводити зовнішній огляд. Визначити зіпсовані радіодеталі іноді можна неозброєним оком. Якщо виявлені корозія, здуття корпусу, патьоки, то деталь вимагає заміни.

У деяких імпортних електролітичних конденсаторах у верхній частині розмічений і видавлений хрест. Стінка корпусу в цьому місці елемента тонше. При пробої, саме там і рветься.

Перед прозвонкой потрібно обов'язково випаять ніжки. Інакше, інші деталі вплинуть своїм опором на показники. В принципі, можна отпаять тільки одну ніжку, але на практиці, особливо у електролітичних кондерів, ніжки короткі. І технічно це важко зробити.

Для перевірки деталі на 220 вольт підходить простий спосіб тестування:

  • Перевіряємо ступінь розрядки.
  • Перевіряємо тестером чи немає всередині короткого замикання.
  • Заряджаємо конденсатор від мережі. Обов'язково треба дотримуватися техніки безпеки.
  • Відключаємо деталь від мережі.
  • Підключаємо лампочку або просто з'єднуємо ніжки елемента. Якщо лампочка спалахнула або з'явилася іскра, то радіодеталей в порядку.

Тестування за допомогою мультиметра

Мультиметр є універсальним засобом виміру різних параметрів електричних ланцюгів, вузлів і деталей.

Він дозволяє виміряти:

  • Величину струму як постійного, так і змінного.
  • Значення напруги.
  • Параметри опору та інші параметри.

Мультиметри, в залежності від способу виведення даних, бувають аналогові і цифрові. Якщо мультиметр цифровий, то данні вимірювань виводяться на рідкокристалічному екрані.

При аналоговому варіанті, параметри відображаються на дисплеї зі стрілочкою. Варіант з градуюванням зручніше для вимірювання та перевірки конденсаторів. Візуально простіше побачити відхилення стрілки, ніж швидкоплинні цифри.

Якщо конденсатори змінні, то вони пропускають струм в різних напрямках, а постійні, то тільки в одному, до тих пір, поки не зарядиться.

Мультиметри мають своє джерело живлення, тобто мають номінальною напругою і полярністю. Ці якості і використовуються при діагностиці радіоелементів.

Як перевірити мультиметр на працездатність

Треба перевести перемикач в положення для вимірювання опору. Зазвичай це положення позначається ВПМ. Прилад слід отградуировать механічної градуировкой так, щоб стрілка поєдналася з крайньої рискою.

Замкнути хвостики викруткою, ножем, одним з щупальців мультиметра для зняття заряду з конденсатора. На цьому етапі треба діяти акуратно і обережно. Навіть невеликий побутової елемент може нанести удар по людському тілу.

Після включення приладу, необхідно перевести перемикач в режим вимірювання опору і з'єднати щупи. На дисплеї повинно відбитися нульове значення опору або близько до нього.

хід перевірки

Визначають візуально на предмет фізичних порушень. Після чого намагаються кріплення ніжок на платі. Несильно розгойдують елемент в різні боки. При обриві однієї з ніжок або відшаруванні електродорожкі на платі, це відразу буде помітно.

Якщо зовнішніх ознак порушень немає, то скидають можливий заряд і прозванивают мультиметром.

Якщо на приладі показано практично нульовий опір, то елемент почав заряджатися і справний. У міру зарядки, опір починає зростати. Зростання значення має бути плавно, без ривків.

При порушеною працездатності:

  • При затиску роз'ємів показання тестера відразу безрозмірно великі. Значить, обрив в елементі.
  • Мультиметр на нулі. Іноді сигналізує звуковим сигналом. Це ознака короткого замикання або, як кажуть, «пробою».

У цих випадках елемент треба замінити на новий.

Якщо треба перевірити працездатність неполярного конденсатора, то вибирають межа вимірювання мегаомах. При тестуванні справна радіодеталей буде непереливки опір вище 2 мОм. Правда, якщо номінальний заряд елемента менше 0, 25 мкФ, то потрібно LC-метр. Мультиметр тут не допоможе.

Після перевірки на опір слід перевірка на ємність. Для того щоб знати, чи здатний радіоелемент накопичувати і утримувати заряд.

Тумблер мультиметра переводиться в режим СХ. Вибирається межа вимірювання виходячи з ємності елемента. Наприклад, якщо на корпусі позначена ємність в 10 микрофарад, то межею на мультиметри може бути 20 микрофарад. Значення ємності вказано на корпусі. Якщо показники вимірювання сильно відрізняються від заявлених, то конденсатор несправний.

Цей вид вимірювання найкраще проводити цифровим приладом. Стрілочний покаже лише швидке відхилення стрілки, що лише побічно говорить про нормальність перевіряється елемента.

Як перевірити Пристрій не випаюючи

Для того щоб випадково не спалити паяльником якусь мікросхему на платі, існує спосіб перевірки конденсатора мультиметром НЕ випаюючи.

Перед тим як продзвонити, електродеталі розряджаються. Після чого тестер переводиться в режим перевірки опору. Щупальця приладу підключаються до ніжок перевіряється елемента, з дотриманням необхідної полярності. Стрілка приладу повинна відхилиться, оскільки в міру зарядки елемента його опір збільшується. Це свідчить про те, що конденсатор все гаразд.

Іноді доводиться перевіряти на платі і мікросхеми. Це складна процедура, не завжди здійсненне. Оскільки мікросхема є окремий вузол, всередині якого знаходиться велика кількість мікродеталей.

Перевірка мікросхеми

Мультиметр ставиться в режим вимірювання напруги. На вхід мікросхеми подається напруга в межах допустимої норми. Після чого необхідно проконтролювати поведінку на виході мікросхеми. Це дуже складний прозвонок.

Перед виконанням усіх видів робіт, пов'язаних з електрикою, перевірки, тестування радіоелементів, дуже важливо дотримуватися правил безпеки. Мультиметр повинен тестувати тільки знеструмлену електричну плату.

Категорія:

Технології