единица измерения, как измерить мультиметром

Ёмкость — это мера способности конденсатора накапливать заряды. Ёмкость измеряется в фарадах, по имени почетного члена Петербургского университета английского физика Майкла Фарадея.

Что такое емкость?

Если удалить одиночный электропроводник бесконечно далеко, исключить влияние заряженных тел друг на друга, то потенциал удаленного проводника станет пропорционален заряду. Но у отличающихся по размеру проводников потенциалы не совпадают.

Единицей емкости конденсатора в СИ является фарад. Коэффициент пропорциональности обозначают буквой С — это емкость, на которую влияет размер и внешняя структура проводника. Материал, фазовое состояние вещества электрода роли не играют — заряды распределяются на поверхности. Поэтому в международных правилах СГС ёмкость измеряется не в фарадах, а в сантиметрах.

Уединенный шар радиусом 9 млн км (1400 радиусов Земли) содержит 1 фарад. Отдельный проводящий элемент удерживает заряды в недостаточных для применения в технике количествах. По технологиям XXI в. создается ёмкость конденсаторов с единицами измерений выше 1 фарада.

Накапливать требуемое для работы электронных схем количество электричества способна структура из минимум 2 электродов и разделяющего диэлектрика. В такой конструкции положительные и отрицательные частицы взаимно притягиваются и сами себя держат. Диэлектрик между электронно-позитронной парой не допускает аннигиляции. Подобное состояние зарядов называется связанным.

Раньше для измерения электрических величин применяли громоздкое оборудование, не отличающееся точностью. Теперь, как измерить ёмкость тестером, знает даже начинающий радиолюбитель.

Маркировка на конденсаторах

Знать характеристики электронных приборов требуется для точной и безопасной работы.

Определение ёмкости конденсатора включает измерение величины приборами и чтение маркировки на корпусе. Обозначенные значения и полученные при измерениях отличаются. Это вызвано несовершенством производственных технологий и эксплуатационным разбросом параметров (износ, влияние температур).

На корпусе указана номинальная емкость и параметры допустимых отклонений. В бытовых устройствах используют приборы с отклонением до 20%. В космической отрасли, военном оборудовании и в автоматике опасных объектов разрешают разброс характеристик в 5-10%. Рабочие схемы не содержат значений допусков.

Номинальная емкость кодируется по стандартам IEC — Международной электротехнической комиссии, которая объединяет национальные организации по стандартам 60 стран.

Стандарт IEC использует обозначения:

1. Кодировка из 3 цифр. 2 знака в начале — количество пФ, третий — число нулей, 9 в конце — номинал меньше 10 пФ, 0 спереди — не больше 1 пФ. Код 689 — 6,8 пФ, 152 — 1500 пФ, 333 — 33000 пФ или 33 нФ, или 0,033 мкФ. Для облегчения чтения десятичная запятая в коде заменяется буквой «R». R8=0,8 пФ, 2R5 — 2,5 пФ.
2. 4 цифры в маркировке. Последняя — число нулей. 3 первых — величина в пФ. 3353 — 335000 пФ, 335 нФ или 0,335 мкФ.
3. Использование букв в коде. Буква µ — мкФ, n — нанофарад, p — пФ. 34p5 — 34,5 пФ, 1µ5 — 1,5 мкФ.
4. Планерные керамические изделия кодируют буквами A-Z в 2 регистрах и цифрой, обозначающей степень числа 10. K3 — 2400 пФ.
5. Электролитические SMD приборы маркируются 2 способами: цифры — номинальная емкость в пФ и рядом или во 2 строчке при наличии места — значение номинального напряжения; буква, кодирующая напряжение и рядом 3 цифры, 2 определяют емкость, а последняя — количество нулей. А205 значит 10 В и 2 мкФ.
6. Изделия для поверхностного монтажа маркируются кодом из букв и чисел: СА7 — 10 мкФ и 16 В.
7. Кодировки — цветом корпуса.

Маркировка IEC, национальные обозначения и кодировки брендов делают запоминание кодов бессмысленным. Разработчикам аппаратуры и мастерам-ремонтникам требуются справочные источники.

Вычисление с помощью формул

Вычисление номинальной емкости элемента требуется в 2 случаях:

1. Конструкторы электронной аппаратуры рассчитывают параметр при создании схем.
2. Мастера при отсутствии конденсаторов подходящей мощности и емкости используют расчет элемента для подбора из доступных деталей.

RC цепи рассчитывают с применением величины импеданса — комплексного сопротивления (Z). Rа — потери тока на нагревание участников цепи. Ri и Rе — учитывают влияние индуктивности и ёмкости элементов. На выводах резистора в RC цепи напряжение Uр обратно пропорционально Z.

Тепловое сопротивление увеличивает потенциал на нагрузке, а реактивное уменьшает. Работа конденсатора на частотах выше резонансных, когда растет реактивная составляющая комплексного сопротивления, приводит к потерям напряжения.

Частота резонанса обратно пропорциональна способности накапливать заряд. Из формулы для определения Fр вычисляют, какие значения Ск (емкости конденсатора) требуются для работы цепи.

Для расчета импульсных схем используют постоянную времени цепи, определяющую воздействие RC на структуру импульса. Если знают сопротивление цепи и время заряда конденсатора, по формуле постоянной времени вычисляют емкость. На истинность результата влияет человеческий фактор.

Мастера используют параллельные и последовательные соединения конденсаторов. Формулы расчета обратны формулам для резисторов.

Последовательное соединение делает емкость меньше меньшей в соединении элементов, параллельная схема суммирует величины.

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром?

Измеряя параметры, конденсатор предварительно разряжают, замкнув выводы между собой отверткой с изоляцией на ручке. Если этого не сделать, маломощный мультиметр выйдет из строя.

Ответ на вопрос, как проверить емкость конденсатора мультиметром с режимом «Сх» такой:

1. Включить режим «Сх» и подобрать предел замера — 2000 пФ — 20 мкФ в стандартном приборе;
2. Вставить конденсатор в гнезда в приборе или приложить щупы к выводам конденсатора и посмотреть значение на шкале прибора.

Амперовольтметром или мультиметром определяют наличие внутри корпуса короткого замыкания или обрыва.

Полярный конденсатор включают в цепь прибора с учетом направления тока. Электроды изделия производители маркируют. Конденсатор, рассчитанный для напря

Как проверить конденсатор мультиметром. Проверка конденсатора мультиметром

Приветствую всех друзья и читатели сайта «Электрик в доме». Думаю всем известно, что такое конденсатор. Если кто не видел данный элемент микросхем, то точно слушал о нем. Самой распространенной причиной неисправности в радиоэлектронике является повреждение именно этого элемента. Современная бытовая техника «начинена» электроникой и поломка такой крохотной детали приводит к потере функциональности всего механизма в целом.

Чтобы определить какой именно конденсатор в схеме вышел из строя их необходимо проверить на работоспособность. И желательно это делать с помощью электронный приборов, та как визуальный осмотр не дает заключения о неисправности.

Делать мы это будем с помощью недорогого и функционального прибора — мультиметра. В прошлой статье я писал о том, как с его помощью можно выполнить проверку сопротивления, а сегодня рассмотрим методику, как проверить конденсатор мультиметром.

Написать данную статью меня попросил один из подписчиков. Я как всегда постараюсь изложить материал доступным языком, но если останутся вопросы, не стесняйтесь задавать их в комментариях.

Проверка конденсатора мультиметром

Для начала давайте разберемся, что это за устройство, из чего он состоит, и какие виды конденсаторов существуют.

Конденсатор представляет собой устройство, которое способно накапливать электрический заряд. Внутри он состоит из двух металлических пластин параллельных между собой. Между пластинами расположен диэлектрик (прокладка). Чем больше пластины, тем соответственно больший заряд они могут накапливать.

Существует два вида конденсаторов:

1. 1) полярные;
2. 2) неполярные.

Как можно догадаться по названию полярные имеют полярность (плюс и минус) и подключаются к электронным схемам со строгим соблюдением полярность: плюс к плюсу, минус к минусу. В противном случае конденсатор может выйти из строя.

Все полярные конденсаторы – электролитические. Бывают как с твердым, так и с жидким электролитом. Емкость колеблется в диапазоне 0.1 ÷ 100000 мкФ.

Неполярные конденсаторы без разницы как подключать или впаивать в схему, у них нет плюса или минуса. В неполярных кондерах диэлектрическим материалом является бумага, керамика, слюда, стекло. Их емкость не очень большая колеблется в приделах от несколько пФ (пикофарад) до единиц мкФ (микрофарад).

Друзья некоторые из Вас могут задаться вопросом, зачем эта ненужная информация? Какая разница полярный-неполярный? Все это влияет на методику измерений. И перед тем как проверить конденсатор мультиметром нужно понимать, какой именно тип устройства перед нами находится.

Как проверить конденсатор с помощью приборов

Прежде всего, выполняется внешний осмотр конденсатора на предмет трещин и вздутия. Нередко причиной неисправности является внутренние повреждения электролитов, что в свою очередь приводит к увеличению давления внутри корпуса, и как следствие вздутие оболочки.

Если конденсатор с виду цел, то без специальных приборов трудно сказать работоспособный он или нет. Поэтому в этом случае выполняется проверка конденсатора мультиметром. Этот простой прибор позволит нам определить емкость конденсатора и наличие обрывов внутри.

Перед тем, как приступить к проверке, нужно определиться какого рода конденсатор находится перед вами: полярный или неполярный. Помните, выше я писал, что это будет важно при измерениях.

Так вот при выполнении проверки полярных конденсаторов нужно соблюдать полярность и подключать щупы к ним соответственно: плюсовой к ножке «+», а минусовой к ножке «-».

При проверке неполярных «кондеров» полярность в подключении соблюдать не нужно, однако здесь есть одна особенность на которую нужно обращать внимание. Для проверки целостности кондера переключатель мультиметра нужно выставить на отметку 2 МОм. Если будет меньше то на дисплее будет отображаться — «1» (единица), можно ложно подумать что конденсатор неисправен.

Проверяем конденсатор мультиметром в режиме омметра

В нашей сегодняшней статье будем проверять четыре конденсатора: два полярных (диэлектрических) и два неполярных (керамических). Перед тем как выполнять проверку необходимо разрядить конденсатор. Для этого нужно замкнуть его выводы на металлический предмет.

Переключатель мультиметра устанавливаем в секторе измерения сопротивления (режим омметра). Режим сопротивления даст нам понять есть ли внутри кондера обрыв или короткое замыкание.

Проверим сначала полярные кондеры номиналом 5.6 мкФ и 3.3 мкФ соответственно (они мне достались от неисправных энергосберегающих лампочек).

Для этого выставляем переключатель на отметку 2 МОм и касаемся щупами выводов конденсатора. Как только щупы будут подключены, на дисплее можно увидеть стремительно растущее сопротивление.

Почему так происходит? Почему на дисплее можно наблюдать «плавающие значения сопротивления»? Все дело в том, что при касании щупами выводов к конденсатору прикладывается постоянное напряжение (батарейка прибора) – он начинает заряжаться. Чем дольше мы держим щупы, тем больше конденсатор заряжается, и сопротивление плавно увеличивается. Скорость заряда напрямую зависит от емкости. Спустя время конденсатор зарядится и его сопротивление будет равно «бесконечности», а на дисплее мультиметра мы увидим «1». Это показатель того что конденсатор исправен.

Не все удается передать фотографиями, но для экземпляра 5.6 мкФ сопротивление стартует с 200 кОм и плавно растет, пока не перевалит отметку в 2 МОм. Длится весь процесс, примерно 10 сек.

Со вторым конденсатором номиналом 3.3 мкФ происходит все аналогично. Начинает заряжаться, сопротивление растет, как только показания превысят отметку 2 МОм на дисплее можно увидеть «1» что соответствует «бесконечности». По времени процесс длится меньше, примерно 5 сек.

В случае со второй неполярной парой конденсаторов делаем все аналогично. Касаемся щупами выводов и наблюдаем за изменением сопротивления на приборе.

Первый из них кондер «104К» его сопротивление сначала немного снижается (до 900 кОм) потом начинает плавно расти, пока не перевалит за отметку. Заряжается дольше, чем остальные около 30 сек.

Второй пример проверка конденсатора мультиметром типа МБГО емкостью 1 мкФ. На фото можно видеть, как изменяется сопротивление при проверке. Только в этом случае переключатель нужно установить на отметку 20 МОм (сопротивление большое, на 2-ке очень быстро заряжается).

Сперва нужно снять заряд, для этого закорачиваем выводы отверткой:

На дисплее прибора наблюдаем как начинает изменятся сопротивление: 

По результатам данной проверки можно сделать вывод, что все варианты конденсаторов находятся в исправном состоянии.

Как проверить емкость конденсатора мультиметром

Одной из основных характеристик любого конденсатора является «емкость». Для того чтобы понять рабочий конденсатор или нет необходимо измерить данную характеристику и сравнить показатели с теми которые указаны производителем на корпусе устройства. Если под рукой есть хороший прибор, то измерить емкость конденсатора мультиметром не составит труда. Но здесь есть свои нюансы.

Если пытаться измерить емкость с помощью щупов (как в моем случае с мультиметром DT9208A) то у Вас ничего не получится. Дело в том, что емкость нельзя проверить, просто подключив щупы к конденсатору. Так как проверить емкость конденсатора мультиметром и можно ли вообще это сделать?

Для этой цели на мультиметре есть специальные разъемы «гнезда» -CX+. «-» и «+» означают полярность подключения.

Давайте проверим емкость керамического кондера «104К». Напомню, маркировка 104 расшифровывается: 10 – значение в пФ, 4-количество нулей (100000 пФ = 100 нФ = 0.1 мкФ).

Выставляем переключатель мультиметра на необходимую отметку — ближайшее большее значение (я установил на отметке 200 нФ). Берем конденсатор и вставляем ножки в разъемы мультиметра -CX+. Какой стороной вставлять не важно, так как данный кондер — неполярный. На дисплее мы видим значение емкости – 102.6 нФ. Что соответствует номинальным характеристикам.

Следующий экземпляр электролитический конденсатор с номинальной емкостью 3. 3 мкФ. Переключатель выставляем на отметке 20 мкФ. Теперь нужно правильно «воткнуть» кондер в разъемы с соблюдением полярности. Для этого нужно знать какая ножка «плюс», а какая «минус». Узнать это не составит труда, так как производитель уже позаботился об этом. Если присмотреться на корпусе видно специальная отметка — черная полоса с обозначением нуля. Со стороны этой ножки располагается «минус», с противоположной «плюс».

Вставляем наш конденсатор в посадочные гнезда мультиметра. На фото видно, что емкость данного экземпляра равна 3.58 мкФ, что соответствует номинальным параметрам. Таким простым способом выполняется проверка конденсатора мультиметром.

Другой пример кондер емкостью 5.6 мкФ. При проверке данный экземпляр показал емкость 5.9 мкФ, что тоже соответствует норме.

Кондер МБГО, емкостью 1 мкФ показал результат 1.08, что также соответствует норме.

Если при замерах окажется что емкость сильно отличается от номинальных значений (или вовсе равна нулю) это значит, что конденсатор неисправен и его нужно заменить.

Как проверить конденсатор тестером (стрелочным прибором)

Друзья завалялся у меня в гараже измерительный прибор времен СССР — Ц4313. Он вполне рабочий, поэтому я решил поэкспериментировать и выполнить проверку им.

Почему я решил использовать его? Методика проверки не изменяется но, аналоговыми приборами (стрелочными) работу выполнять наглядно проще. Проще в плане визуального отслеживания. Здесь придется наблюдать не за изменением цифр на дисплее, а за отклонением стрелки прибора. Причем стрелка будет отклоняться сначала в одну сторону, затем в другую.

Чтобы настроить тестер Ц4313 на измерение сопротивления нужно нажать кнопку «rx». Вставляем щупы прибора в рабочие контакты. Для начала берем конденсатор и разряжаем его. Затем касаемся щупами контактов кондера. Если конденсатор исправный стрелка сначала отклонится, а затем по мере заряда плавно возвратится в исходное (нулевое) положение. Скорость перемещения стрелки зависит от того какой емкости испытуемый конденсатор.

Если стрелка прибора не отклоняется или отклонилась и зависла в определенном положении, это говорит о том, что конденсатор неисправный.

На этом все дорогие друзья, надеюсь, данная статья, как проверить конденсатор мультиметром цифровым и стрелочным была для вас интересной и раскрыла все вопросы. Если что, не стесняйтесь писать комментарии. Также особая благодарность за РЕПОСТ в соц.сетях.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

Как проверить конденсатор: проверяем работоспособность конденсатора мультиметром

Без конденсаторов, пожалуй, не обходится ни одна электрическая или электронная схема. Этот довольно простой по строению и, в общем-то, нехитрый по принципу своего действия элемент – буквально незаменим. И выход из строя такого миниатюрного «звена» общей цепи вполне способен повлечь и общую неработоспособность всего прибора или устройства.

Как проверить конденсатор

Многие конденсаторы способны служить десятилетиями, и при этом не потребовать замены. Но время от времени выход из строя или некорректная работа электронной схемы заставляет заниматься поисками «виновника». Подозрение порой падает и на эти элементы цепи. Поэтому необходимо знать, как проверить конденсатор, чтобы убедиться в его пригодности или, наоборот, необходимости замены.

Да и перед проведением электромонтажных работ тоже не мешает заранее проверять элементы, которые будут впаиваться на свое место в плату. В любой партии изделий может быть определенный процент заводского брака. И проще выявить нерабочий конденсатор до его установки, нежели потом искать неисправности по всей схеме.

Основные типы конденсаторов

Буквально несколько минут внимания следует уделить принципам строения и работы конденсаторов, а также разновидностям этих элементов схемы. Так будет проще понять, на чем строится методика проверки их работоспособности.

Итак, конденсатор представляет собой очень распространенный элемент электрической цепи, в котором происходит накопление заряда. Устройство нехитрое – в отличие от многих других элементов здесь нет никаких полупроводниковых переходов. По сути – это всего лишь две значительные по площади токопроводящие пластины (их обычно называют обкладками) равных размеров, разнесенные на небольшое расстояние одна от другой, то есть непосредственного электрического контакта между ними нет и быть не должно. Этот просвет заполняется диэлектрическим материалом.

Принятое условное обозначение конденсатора на схемах как раз очень наглядно показывает принцип его устройства.

Разделенные тонким просветом токопроводящие пластины имеют свойство накапливать электрический заряд.

Понятно, что в цепи постоянного тока проводимость через конденсатор отсутствует, так как цепь, по сути, разорвана. Но зато на его обкладках накапливается (конденсируется) электрический заряд. И чем больше площадь этих обкладок, тем больший заряд может быть накоплен. Показателем же этих возможностей является величина емкости конденсатора.

Эта физическая величина измеряется в фарадах (F). Один фарад – это способность накопить 1 кулон заряда при разности потенциалов на обкладках в 1 вольт. Но пусть эти «единички» не вводят в заблуждение: на самом деле 1 F – это просто огромный показатель. На деле же приходится иметь дело с куда меньшими величинами:

1 mF = 0.001F = F×10⁻³ — миллифарад;

1 μF = 0.001mF = F×10⁻⁶ — микрофарад;

1 nF = 0.001μF = F×10⁻⁹ — нанофарад;

1 pF = 0.001nF = F×10⁻¹² — пикофарад

Несмотря на общность принципа устройства и действия, по своей конструкции конденсаторы все же могут иметь существенные различия.

Многообразие конденсаторов и по эксплуатационным параметрам, и по размерам –очень широко

Прежде всего, их можно разделить на две большие группы – полярные и неполярные конденсаторы.

• Для неполярных элементов не имеет никакого значения взаимное расположение их обкладок в общей схеме. Такие конденсаторы выпускаются в следующих основных «обличиях».

Керамические конденсаторы – в качестве разделительного диэлектрического слоя между обкладками применяется керамический состав. Эти элементы характеризуются компактностью, широким диапазоном допустимых рабочих напряжений, дешевизной наряду с довольно высокой надежностью и долговечностью.

Керамические конденсаторы

Для достижения более высоких показателей емкости требуется увеличивать площадь обкладок. Это достигается свертыванием в рулон (или в «гармошку») двух токопроводящих лент со специальным металлизированным покрытием (или даже лент из алюминиевой фольги) с размещённой между ними диэлектрической прокладкой. По такому принципу устроены бумажные, металлобумажные, слюдяные и пришедшие им на замену серебряно-слюдяные конденсаторы.

Серебряно-слюдяные конденсаторы

К неполярным относятся и мощные пусковые конденсаторы, имеющиеся во многих моделях бытовой техники, оснащенной электроприводами. Они собираются в достаточно габаритном корпусе цилиндрической или кубической формы, имеют обкладки из металлизированной полипропиленовой пленки и заполняются диэлектрическим маслом.

Принцип устройства пускового конденсатора: 1 – металлический корпус; 2 – обкладки – полосы полипропиленовой пленки с вакуумным металлизированным напылением; 3 – диэлектрическая пленочная прокладка; 4 – наполнение из диэлектрического нетоксичного масла; 5 – выводы-контакты для подключения к электрической схеме прибора.

Их не зря называют пусковыми – они способны накапливать очень значительный заряд для выработки мощного пускового импульса и для повышения коэффициента мощности электроустановок. Способны они и сглаживать значительные колебания в системах высокого напряжения.

• Полярные конденсаторы требуют, как понятно из названия, соблюдения полярности при установке их в схему.

Наиболее распространены на сегодняшний день полярные конденсаторы в алюминиевом цилиндрическом корпусе. Нередко такие элементы именуют еще «электролитическими». Такое название предопределяет тот факт, что свободное пространство между обкладками заполняется специальным электролитом. Диапазон габаритов и электротехнических показателей – очень широкий, но если неполярные компактные конденсаторы чаще всего по ёмкости максимально ограничиваются единицами микрофарад, то у электролитических счет может идти даже на тысячи μF, то есть единицы mF. На три порядка больше!

Электролитические полярные конденсаторы

Шагом вперед стало появление танталовых полярных конденсаторов, у которых соотношение размеров и возможных показателей емкости – намного выше. То есть это оптимальный вариант тех случаях, когда требуется компактность схемы наряду с высокой емкостью. Правда, такие детали значительно дороже, а кроме того – излишне чувствительны к пульсации токов и к превышениям допустимых напряжений, которые часто выводит их из строя.

Танталовые полярные конденсаторы – миниатюрные «капельки» с весьма внушительными показателями емкости.

Здесь были рассмотрены далеко не все формы выпуска конденсаторов, но принцип их строения, независимо от внешности, остается тем же.

Какие неисправности могут случиться в конденсаторе

Прежде чем учиться искать неисправности конденсатора, необходимо разобраться, в чем же они могут заключаться. Иными словами – нужно знать, что искать.

Итак, полный выход из строя или неправильная работа этого элемента схемы может выражаться в следующем:

• Пробой между обкладками конденсатора. Обычно вызывается превышением допустимого напряжения на выводах. По сути, участок цепи, который должен «разрываться» конденсатором, получается замкнутым.
• Обрыв между выводом конденсатора и обкладкой. Может случиться из-за вибрационного или иного механического воздействия, от превышения допустимого напряжения. Нельзя исключить и производственный брак. На деле получается, что конденсатор в схеме попросту отсутствует – на его месте банальный разрыв цепи.
• Повышенный ток утечки – в связи с потерей диэлектрических качеств разделяющего обкладки слоя происходит «перетекание зарядов». Конденсатор не в силах сохранять полученный заряд достаточное для его корректной работы время.
• Недостаточная емкость конденсатора. Может вызываться повышенным током утечки или же опять, чего греха таить, производственным браком. В результате схема, в которую включен такой конденсатор, работает некорректно, неустойчиво, или вовсе становится неработоспособной.
• Для электролитических полярных конденсаторов выделяют еще один возможный дефект – это превышение эквивалентного последовательного сопротивления ЭПС (ESR). Как известно, такие конденсаторы, работая в схемах с высокочастотными токами, способны «фильтровать» постоянную составляющую и пропускать частотный сигнал. Но этот сигнал может «подавляться» повышенным ЭПС, по аналогии с обычным резистором, значительно снижая его уровень. Что, кстати, одновременно ведет и к нагреву таких элементов схемы.

ЭПС складывается из нескольких факторов:

— обычное активное сопротивление проволочных выводов, обкладок и точек их соединения.

— сопротивление, вызванное неоднородностью диэлектриков, наличием примесей или влаги.

— сопротивление электролита, которое способно изменяться (нарастать) по мере испарения, высыхания, постепенного изменения химического состава.

Для ответственных схем показатель ЭПС имеет очень важное значение. Но, к сожалению, именно эту величину оценить и сравнить с допустимой табличной без использования специфических приборов – невозможно.

Специальный прибор для диагностики конденсаторов, позволяющий оценить и их емкость, и показатель эквивалентного последовательного сопротивления (ESR)

Справедливости ради надо сказать, что некоторые пытливые мастера самостоятельно заготавливают приборы-приставки для оценки ESR и используют их в связке с самыми обычными цифровыми мультиметрами. При желании в интернете можно отыскать немало схем подобных приставок.

Приставка к мультиметру типа DT, позволяющая оценивать показатель ESR электролитических конденсаторов.

Пример таблицы допустимых значений эквивалентного последовательного сопротивления (в омах – Ω) для электролитических конденсаторов различных номиналов емкости (μF) и напряжения (V):

Как проводится проверка конденсаторов

Первый шаг – выбраковка по возможным внешним признакам

Если при некорректной работе или при полной неработоспособности схемы подозрение падает на конденсаторы, разумно будет первым делом произвести внимательный визуальный осмотр этих элементов. Не исключены внешние признаки, которые ясно дадут понять о возникших проблемах.

Аналогичную визуальную «ревизию» стоит проводить и при монтаже схемы, тем более в том случае, если для ее сборки используются радиодетали, уже бывшие в употреблении. Кстати, и среди абсолютно новых нет-нет, да и встречаются явно бракованные.

Обычно сразу становятся заметны конденсаторы с пробоем – это выражается в потемнении, вздутии, прогорании или растрескивании керамического корпуса. Понятно, что такие элементы подлежат безусловной замене, и даже не стоит терять время на их дальнейшую проверку – лучше сконцентрировать свое внимание на поиске возможных причин, приведших к таким последствиям.

Керамическая облицовка конденсатора растрескалась и осыпалась – явный признак пробоя и необходимости замены.

А в этом случае, по всей видимости, пробой конденсатора сопровождался еще и не слабой электрической дугой.

Даже если ставится новый керамический конденсатор, но он уже  имеет трещины или сколы на корпусе, то его лучше сразу отложить в брак – не столь высока его стоимость, чтобы закладывать в схему «мину замедленного действия». Разумнее поставить полностью исправный и неповреждённый внешне элемент.

Пробои чаще встречаются на неполярных конденсаторах или на танталовых полярных (они очень чувствительны к превышениям напряжения).

Явными признаками выхода из строя, или же состояния, близкого к критическому, хорошо сигнализируют  электролитические полярные конденсаторы. Это обусловлено самой особенностью их конструкции.

При превышении допустимого напряжения или же при изменении полярности на отводах внутри «бочонка» резко активизируются химические реакции, сопровождающиеся перегревом электролита и его испарением. Это может привести просто к пересыханию конденсатора, то есть к потере им своей номинальной емкости и повышению тока утечки. Но нередко увеличение давления внутри алюминиевого корпуса заканчивается и его разрывом.

Не характерный, но все же иногда встречающийся боковой разрыв корпуса алюминиевого полярного электролитического конденсатора.

Чтобы свести к минимуму вероятность поражения соседних элементов схемы разорвавшимся электролитическим конденсатором, производители предусматривают утонченную верхнюю «крышку» цилиндра, на которую, кроме того, наносятся насечки в виде креста или звездочки. Таким образом, искусственно создаётся «слабое звено» корпуса, чтобы в случае взрыва (прорыва паров электролита) он был направлен вверх.

Вовремя не замеченный вздутый конденсатор может разорвать внутренним давлением – последствия показаны на фотографии. Лучше до этого не доводить!

Но еще до этой критической ситуации конденсаторы начинают «сигнализировать» о скором «окончании своей карьеры» вздутием этой ослабленной стенки. По этому внешнему признаку следует сразу, не откладывая, производить выбраковку и замену элементов схемы. Проводить дополнительные проверки таких конденсаторов – вряд ли имеет смысл.

На четырех конденсаторах – явное вздутие верхней стенки, говорящее о необходимости замены. А на двух – еще и признаки потери герметичности и прорыва электролита наружу.

Правда, следует проявлять внимательность, и обращать внимание еще на один признак. Случается, что даже при отсутствии деформации верхней стенки цилиндра конденсатора, превышение давления приводит к выжиму нижней диэлектрической пробки, через которую проходят отводы. Встречается такое не столь часто, но тем не менее…

Верхняя крышка вроде бы не имеет явной деформации, но вот нижняя пробка явно выдавлена наружу. Возможно, причина этому – заводской брак, но конденсатор однозначно нуждается в замене.

Итак, если заметны явные внешние признаки выхода конденсатора из строя, не стоит тратить время на его последующую более тщательную проверку – даже если показатели будут в пределах, вроде бы, нормы, последующее использование все же крайне нежелательно.

Но в том случае, когда никаких признаков нет, но подозрения из-за неработоспособности схемы падают именно на конденсатор, его следует проверить доступными способами. Для этого прежде всего они выпаивается их схемы.

Многие спрашивают, а возможна ли проверка конденсатора без выпаивания с платы? Да, некоторые способы или хитрости на этот счет имеются, но они возможны далеко не всегда, и зачастую не дают достоверной картины. Подробнее мы на этом остановимся чуть ниже. Но для качественной проверки, не имея в распоряжении специальных приборов, элемент все же придется демонтировать.

Проверка конденсатора с помощью  мультиметра

В распоряжении домашнего мастера – неспециалиста в области электроники, как правило, может иметься только обычный мультиметр. Но определенную диагностику и выбраковку вышедших из строя конденсаторов можно провести и с его помощью.

Проверка с помощью омметра

Чаще всего первым шагом производится проверка конденсатора на пробой или обрыв с помощью омметра. Такая «ревизия», по сути, является косвенной, но все же может показать явные неполадки, то есть провести выбраковку. Правда, есть нюансы, которые зависят и от типа конденсатора, и от его номинальной емкости.

Любой конденсатор не должен пропускать постоянный ток. То есть – обладать очень высоким сопротивлением. Возможный ток утечки может быть – это зависит от качества диэлектрического разделительного слоя между обкладками, но в идеале – он настолько мал, что может не учитываться.

То есть при замере сопротивления между выводами конденсатора должно получиться очень высокое значение. Для рабочих неполярных элементов оно лежит в пределах выше 2 МОм.

Значит, мультитестер должен быть переведен в режим работы омметра на максимальном диапазоне. У наиболее распространенных моделей – это как раз и составляет предел измерений в 2000 кОм = 2 МОм.

Мультиметр установлен в режим измерения сопротивления с пределом до 2000 кОм или 2 МОм

Перед проверкой любого конденсатора его следует «очистить» от возможного остаточного заряда. Для элементов небольшой емкости и с невысокими показателями напряжения это делается обычным перемыканием выводов с помощью отвертки, пинцета, щупа и т.п.

Разрядка конденсатора небольшой емкости простым перемыканием его контактов-выводов.

Для разрядки конденсаторов ёмкостью более 100 μF, и в особенности – с рабочими напряжениями свыше 50 вольт, перемыкать контакты следует через резистор сопротивлением порядка 5÷20 кОм и мощностью не менее 1 Вт. В противном случае можно получить довольно мощную искру, что небезопасно. Перемыкание с помощью резистора проводят в течение двух-трех секунд для полной разрядки конденсатора.

Если проверяется неполярный конденсатор, то как уже говорилось, его сопротивление должно быть не менее 2 MОм. Если прибор типа DT установлен на максимальный предел измерений в 2000 кОм, то на дисплее следует ожидать единицы в крайнем левом разряде, говорящей о том, что цепь, по сути, разомкнута, то есть измеряемое значение лежит выше максимальной установленной границы. У мультиметров другого типа может быть и иная индикация отсутствия проводимости – например, буквенные символы «OL».

В любом случае, если дисплей показывает или полное отсутствие проводимости, или очень высокий показатель сопротивления (более 2 МОм) то можно с уверенностью говорить, что пробой не выявлен, а ток утечки если и есть – то в допустимых пределах.

В распоряжении автора статьи – мультиметр ZT102, в котором реализовано автоматическое определение пределов измерений. то есть достаточно просто установить режим работы на омметр, а единицы измерения прибор определит и покажет самостоятельно. Попробуем проверить на пробой керамический конденсатор ёмкостью 4700 pF = 4.7 nF

Мультиметр устанавливается в режим измерения электрического сопротивления.

Подготовка к замеру – установлен нужны режим. На дисплее символы, обозначающие отсутствие проводимости между щупами прибора.

Щупы-зажимы подключены к выводам конденсатора. На дисплее – ничего не изменилось.

После подключения конденсатора к щупам (полярность в данном случае не имеет никакого значения) на дисплее изменений не отмечено – все те же символы, говорящие об отсутствии проводимости.

Вывод – полного пробоя или недопустимо высокого тока утечки однозначно нет.

К сожалению, такая проверка не дает никакого вразумительного ответа, если ли обрыв на этом конденсаторе (обрыв характеризуется точно такими же показаниями дисплея). Просто ток, необходимый для зарядки столь невысокой емкости, настолько незначителен, а сама зарядка происходит так быстро, что мультитестер не успевает на это прореагировать изменением показаний.

Так что подобный метод на неполярных конденсаторах малой емкости, менее 1 μF, и с использованием приборов с невысокими пределами измерений, не дает однозначного ответа о полной исправности элемента. И для полноценной картины не обойтись без измерения емкости.

Теперь, для сравнения, посмотрим на проверку омметром неполярного конденсатора с более высоким показателем емкости – 1 μF.

Исходное положение – то же, но неполярный конденсатор уже с указанным номиналом мощности в 1 μF.

Показания сопротивления на дисплее «стартуют» с сотен килоом, быстро пересекают рубеж мегаом и продолжают стремительно расти.

Значения растут, показывая, что ток зарядки конденсатора стремительно снижается.

Наконец, зарядка полностью окончена, и на дисплее – «разрыв цепи».

Вот в этом случае можно смело констатировать, что и пробой отсутствует (заряженный конденсатор не проводит ток), и обрыва точно нет, так как мы наблюдали за процессом зарядки.

Справедливости ради заметим следующее – у показанного мультиметра предел измерений электрического сопротивления ограничивается 60 мегаомами. Именно это обстоятельство, скорее всего, и позволило наблюдать процесс зарядки этого сравнительно небольшого по емкости конденсатора. Был бы предел в 2 МОм – скорее всего, весь этот замер уложился бы в доли секунды, и стал практически незаметным. Ну что ж – явный плюс приборам с расширенным диапазоном.

Теперь проверим омметром полярные электролитические конденсаторы. Принцип не меряется. Правда, при использовании мультиметров с выделенными диапазонами рекомендуется установить предел примерно в 200 кОм. Дело в том, что для многих подобных конденсаторов считается нормальным сопротивление утечки более 100 кОм, для некоторых, наиболее качественных, заявляемый допустимый предел – 1 МОм. Так что в большинстве случаев если будет достигнуто сопротивление в 200 кОм  —  можно судить об отсутствии пробоя, обрыва и пригодности такого конденсатора к работе. Впрочем, на всякий случай можно установить тот же предел в 2000 кОм и даже, если не жаль элементов питания мультитестера – попытаться  дождаться полной зарядки.

Попробуем поэкспериментировать с электролитическими конденсаторами разных номиналов емкости, применяя мультиметр ZT102, то есть с «плавающим» пределом измерений сопротивления.

Первым проверим конденсатор с номиналом 10 μF. Внешне на нем нет никаких признаков неисправностей.

Подготовка к измерениям – мультиметр переведен в режим омметра

То, что к выводам конденсатора в демонстрируемом примере припаяны проводки – никого не должно вводить в заблуждение. Если длина выводов позволяет проводить измерения напрямую щупами или зажимами-«крокодилами», то никакие удлинения не нужны. А в данном случае проводки припаяны только для того, чтобы освободить руки во время замера для фотографирования. При всех достоинствах этого мультитестера есть у него и недостаток – не предусмотрена отдельная контактная панель для проверки конденсаторов.

Безусловно, очень удобно, когда мультитестер имеет специальную колодку с гнёздами именно для проверки конденсаторов – можно не мучиться с проводами

Разный цвет припаянных проводков – чтобы не перепутать полярность, так как здесь это уже имеет значение. Черный измерительный провод (СОМ) мультитестера должен идти на «минус» конденсатора, красный, соответственно, на «плюс».

Подключаем щупы к конденсатору.

Показатели сопротивления неуклонно повышаются

Показатели на дисплее довольно быстро, буквально за секунду, пересекли рубеж в 1 мегаом и продолжают повышаться.

Достигнуто значение в 20 МОм – на этом решено остановиться.

Рост показателей сопротивления, в отличие от неполярных конденсаторов, не столь стремительный. При выходе на 20 мегаом решено проверку закончить – и без того понятно, что ни обрыва, ни пробоя, ни значимого тока утечки нет.

Вторым на очереди – конденсатор с номиналом 470 μF. Если приглядеться к нему, то явно видно начинающееся вздутие крышки.

Намечающееся вздутие верхней стенки корпуса уже говорит о предполагаемой непригодности конденсатора. Но просто для интереса и сравнения проведем проверку.

По идее – его и проверять-то не стоит, но все-таки посмотрим, в чем окажется выраженной его уже заметная внешне дефектность.

На первом этапе замера показатели сопротивления росли до определенного предела

Поначалу проверка шла «штатным образом» — сопротивление нарастало с сотен килоом до 5. 7 МОм. Но, в отличие от ранее проверяемых элементов, затем запустился обратный процесс – сопротивление стало неуклонно снижаться.

После достижения какого-то максимума сопротивление стало падать…

Это уже явно говорит о нарастании тока утечки. Как знать, может утечка лежит пока в допустимых пределах, но признак явно тревожный. Тем более что снижение сопротивления не останавливается – просто опыт прекращен, чтобы не садить впустую питание мультиметра.

Падение показателя сопротивления продолжается – просто замер решено закончить, так как картина и без того проясняется.

То есть вздутие конденсатора уже не прошло даром – дефект явно имеется. Дополнительно проверим этот элемент, когда перейдем к измерению емкостей.

Наконец, самый большой по емкости из взятых на проверку электролитический конденсатор – номинал в 2200 μF.

Первые показания сопротивления – около 50 кОм, но очень быстро повышаются.

Показания на дисплее стартовали с уровня примерно в 50 кОм, но стабильно и довольно быстро растут — происходит зарядка конденсатора, а емкость у него весьма значительная. Вскорости показания превышают 500 кОм, и в районе 600 кОм стабилизируются.

На этом уровне рост прекращается, и показания достаточно стабильные, с небольшими колебаниями в несколько килоом в одну и другую стороны.

Что ж, значение сопротивления достаточно велико и вполне входит в допустимые пределы для электролитического конденсатора столь высокой ёмкости. А стабильность показания на пике говорит и о стабильности тока разрядки, который также, по все видимости, не выходит за рамки дозволенного. Предварительный вывод: конденсатор в исправном состоянии – нет ни пробоя, ни обрыва, ни чрезмерного тока утечки.

Проверить конденсаторы измерением их сопротивления вполне можно и стрелочным (аналоговым) тестером. Кстати, там этот процесс выглядит даже более наглядно. При подключении тестируемого элемента стрелка обычно сначала отклоняется вправо, а затем начинает движение в сторону увеличения значения, то есть к левому краю, к «бесконечности».

При работе с аналоговым (стрелочным) прибором не забываем, что шкала сопротивления (в данном примере она верхняя, зеленого цвета) возрастает в не совсем привычном направлении – против часовой стрелки, справа налево.

В остальном же принцип проверки никак не меняется. А наглядность подобной «ревизии» конденсаторов нередко у некоторых мастеров делает именно такой способ даже более предпочитаемым.

Проверка конденсаторов функцией измерения емкости

Итак, косвенная проверка с помощью омметра способна в некоторых случаях сразу обнаружить явно непригодные к дальнейшему использованию конденсаторы. Например, результаты измерений указывают на явный пробой между укладками или чрезмерно низкие показатели сопротивления. Но часто картина остается неполной – элемент попадает «под подозрение», но «приговор» выносить вроде бы еще нет оснований, так как налицо только косвенные признаки неисправности.

Кстати, в подобных случаях иногда выручает «сравнительная экспертиза». То есть если имеется заведомо исправный конденсатор с точно таким же номиналом, можно провести сравнения полученных значений сопротивления с вызывающим сомнения элементом. По идее, при испрвности они должны быть очень близки между собой.

Но опять же, например, диагностировать обрыв на конденсаторе малой емкости – практически невозможно. Показатели омметра мгновенно уходят в «бесконечность», что свойственно и для отсутствия пробоя.

Специальный прибор для измерения емкости конденсаторов, требующий предварительной установки предела измерений.

Единственно действительным достоверным методом оценки в таких случаях видится замер емкости конденсатора. Для этого используются или специальные приборы для проверки конденсаторов (некоторые из них помимо емкости позволяют оценить и ESR), или мультиметры, в которых имеется такая функция.

В моем мультиметре ZT102 такая функция реализована, причем, тоже с «плавающей запятой», то есть не требующая установки единиц измерения и диапазонов – все это происходит автоматически. Поэтому попробуем проверить все те конденсаторы, которые ранее тестировались омметром – теперь уже на показатели ёмкости.

Начнем опять с неполярных конденсаторов.

Если вспомнить проверку омметром, то самый маленьким из тестируемых был керамический конденсатор 472. Что означает, согласно принятой маркировке, 47 pF × 10², то есть 4700 pF или 4,7 nF. Проверка сопротивления дала положительный результат, но не исключила возможности обрыва. Посмотрим, что покажет замер емкости.

Мультиметр переводится в соответствующий режим. На этом приборе, кстати, режим измерения емкости находится на том же положении переключателя, что и режим омметра, и выбирается кнопкой «SELECT».

Проверяется обычный керамический конденсатор, так что полярность роли не играет.

Проверка емкости маленького керамического конденсатора.

Значение выведено очень быстро (сказывается малая емкость), прибор сам определил и вывел на дисплей единицы измерения – нанофарады, и показал значение — 4.59 nF. Показания довольно стабильные, с очень незначительными колебаниями вверх-вниз. Не в «самое яблочко», но результат очень близок к указанному номиналу.

Можно констатировать что этот конденсатор – абсолютно «здоровый» и пригоден для дальнейшего использования.

Вторым по очереди стоит конденсатор емкостью в 1 μF. Как мы помним, его проверка омметром дала основания исключить и пробой, и обрыв. Остается выяснить его реальную емкость. Подключаем щупы к выводам конденсатора (без соблюдения полярности).

Источник

Как проверить конденсатор мультиметром не выпаивая

Как проверить электролитический конденсатор мультиметром

Все накопители заряда устроены примерно одинаково, только с применением разных материалов. Например, электролитические конденсаторы имеют две пластины из алюминиевой фольги (электроды), а между ними диэлектрик, материал с большим сопротивлением.

Электролитические неполярные конденсаторы

В качестве диэлектрика в электролитических конденсаторах используется бумага пропитанная электролитом, а для неполярных пленочных конденсаторов диэлектриком является керамика, стекло. Сопротивление бумаги ниже, чем керамики, поэтому электролитические конденсаторы имеют больший ток утечки (саморазряд) по сравнению с пленочными накопителями заряда.

Неисправность конденсаторов

В случае замыкания пластин выделяется тепло, испаряется электролит и происходит взрыв, который выворачивает все внутренности накопителя заряда. Чтобы электролитические конденсаторы не взрывались, на торце его корпуса выдавливается крест. При закипании электролита разрывается торец корпуса по линии креста и пары электролита выходят наружу, не разрывая корпус.

Поэтому на некоторых неисправных конденсаторах образуется вспучивание на торцах корпуса. По типу конденсаторы разделяется на полярные и неполярные. Полярные электролитические конденсаторы работают только при правильном подключении плюса и минуса к маркированным выводам конденсатора. В противном случае накопитель заряда выходит из строя.

Существуют также и электролитические неполярные конденсаторы, которые предназначены для работы в сетях переменного напряжения. Накопители пленочного типа относятся к неполярным емкостям. Соблюдение полярности в схемах для них не обязательно. Состояние конденсатора проверяется мультиметром на сопротивление или в режиме измерения емкости некоторыми мультиметрами (если имеется такой режим).

Проверка конденсаторов цифровым мультометром

Сопротивление диэлектрика электролитического конденсатора меняется от 100 Ком до 1 Мом. Перед проверкой электрического конденсатора нужно его разрядить. Если конденсатор небольшой емкости, то разрядить его можно, замкнув металлической отверткой вывода. Когда емкость большая и его номинальное напряжение высокое, разряжают накопитель через резистор 10 Ком, держа сопротивление инструментом с изолированными ручками.

Разряжать конденсаторы нужно в целях безопасности (особенно высоковольтные) и сохранения работоспособности мультиметра. Оставшееся напряжение на накопителе легко может вывести из строя измерительный прибор. При проверке электролитического полярного конденсатора мультиметром щупы прикладывают к его выводам в соответствии с полярностью, плюс прибора к плюсу накопителя.

Величину измеряемого сопротивления на приборе ставят от 100 Ком до 1 Мом, в зависимости от величины емкости. Для измерения большой емкости предел измерения сопротивления ставят 1 Мом. В начале измерения мультиметр покажет небольшое сопротивление, которое достигнет наибольшего значения при полной зарядке конденсатора. Если дисплей покажет ноль, значит неисправность ёмкости в коротком замыкании, а единица указывает на обрыв выводов.

Работоспособность ёмкости можно проверить, если зарядить ее от источника питания и замерить величину напряжения накопителя мультиметром. Если его рабочее напряжение 25 В, заряжают емкость от источника напряжением 9 – 12 В, в соответствии с полярностью. Показания на дисплее снимаются в момент прикосновения щупов к выводам ёмкости, потому что емкость начинает разряжаться через мультиметр, и напряжение будет падать.

Как проверить пусковой неполярный керамический конденсатор мультиметром

Электролитический неполярный конденсатор используется в схеме запуска однофазного и трехфазного электродвигателей в однофазной сети. Этот конденсатор можно проверить мультиметром таким же способом, как и электролитический полярный накопитель заряда. Для него полярность мультиметра, при проверке работоспособности не имеет значения. Проверяются они на тех же пределах измерения резисторов, что и полярные ёмкости.

Проверка конденсаторов мультиметром V 890D в режиме измерения емкости

Керамические емкости имеют диэлектрик с большим сопротивлением (керамика, стекло), поэтому при проверке емкости сопротивление должна быть более 2 Мом. Если сопротивление меньше, это говорит о неисправности ёмкости. Таким образом проверяются накопители заряда от 0,25 мкф и выше. Ёмкости ниже 0,25 мкф проверить обычным мультиметром невозможно. Для этих целей имеются измерители LC.

Хотя функцию измерения емкостей до 200 мкф можно встретить в некоторых типах мультиметров.  Проверить конденсатор мультиметром не выпаивая из схемы, тоже возможно. При этом необходимо соблюдать полярность при прозвонке и не касаться щупов руками. Погрешность проверки ёмкостей установленных на плате будет выше, так как на заряд накопителя влияют элементы схемы.

Проверить работоспособность емкости приблизительно можно и на искру, т. е. зарядить рабочим напряжением ёмкость, и далее закоротить металлической отверткой с изолированной ручкой ее вывода. По силе разряда можно приблизительно судить о работоспособности ёмкости. При проверке накопителя на искру предназначенных для работы в сети 220 В и выше, нужно предпринимать меры безопасности и разряжать емкости через резистор 10 Ком.

Проверка конденсаторов стрелочным тестером Ц 4353

Стрелочный тестер более удобен при проверке работоспособности накопителей. Стрелка тестера во время измерения емкости плавно перемещается по циферблату, что дает более правильную картину проверки, чем мелькающие цифры цифрового мультиметра. Неисправность накопителей заряда также можно определить визуально по вспучиванию торца корпуса, тёмным пятнам и прожженным отверстиям на элементе.

Как пользоваться мультиметром

Добавлено в избранное

Любимый

53

Введение

Итак … как пользоваться мультиметром? Из этого туториала Вы узнаете, как использовать цифровой мультиметр (DMM), незаменимый инструмент, который можно использовать для диагностики цепей, изучения электронных устройств других людей и даже тестирования батареи. Отсюда и название «мульти» — «метр» (множественное измерение).

Основные параметры, которые мы измеряем, — это напряжение и ток.Мультиметр также отлично подходит для некоторых базовых проверок работоспособности и устранения неполадок. Ваша схема не работает? Переключатель работает? Поставь на него метр! Мультиметр — ваша первая защита при поиске и устранении неисправностей в системе. В этом руководстве мы рассмотрим измерение напряжения, тока, сопротивления и целостности цепи.

Рекомендуемая литература

Эти концепции могут быть полезны в этом руководстве:

Мы будем использовать SparkFun VC830L на протяжении всего руководства, но эти методы должны применяться к большинству мультиметров.

Видео

Ищете мультиметр, который подходит именно вам?

Мы вас прикрыли!

Умный тестер SMD

В наличии

TOL-10829

Этот умный SMD-тестер представляет собой по сути пару мультиметрового пинцета. Это позволяет устранять неисправности в цепях с малым SMD p…

1

Детали мультиметра

Мультиметр состоит из трех частей:

• Дисплей
• Ручка выбора
• Порты

Дисплей обычно состоит из четырех цифр и может отображать отрицательный знак.Несколько мультиметров имеют дисплеи с подсветкой для лучшего обзора в условиях низкой освещенности.

Ручка выбора позволяет пользователю настроить мультиметр на считывание различных значений, таких как ток в миллиамперах (мА), напряжение (В) и сопротивление (& Ом;).

Два зонда вставляются в два порта на передней панели устройства. COM означает «общий» и почти всегда подключается к заземлению или «-» цепи. Зонд COM обычно черный, но между красным и черным зондом нет никакой разницы, кроме цвета. 10A — специальный порт, используемый при измерении больших токов (более 200 мА). мАВОм — это порт, к которому обычно подключается красный зонд. Этот порт позволяет измерять ток (до 200 мА), напряжение (В) и сопротивление (& Ом;). Зонды имеют разъем типа банан на конце, который подключается к мультиметру. С этим измерителем подойдет любой зонд с банановой пробкой. Это позволяет использовать различные типы датчиков.

Использование мультиметра для проверки напряжения LiPo батареи.

Типы датчиков

Для мультиметров доступно множество различных типов щупов. Вот несколько наших любимых:

• Зажимы типа «банан» для «аллигатора»: это отличные кабели для подключения к большим проводам или контактам на макетной плате. Подходит для проведения долгосрочных испытаний, когда вам не нужно удерживать зонды на месте, пока вы манипулируете схемой.
• Banana to IC Hook: крючки IC хорошо работают с меньшими ИС и ножками ИС.
• Banana to Tweezers: Пинцет удобен, если вам нужно протестировать компоненты SMD.
• Банан для проверки датчиков: если вы когда-нибудь сломаете датчик, их будет дешево заменить!

Кабели с крючками от банана к микросхеме

В наличии

CAB-00506

Это различные кабели с выводами для подключения к мультиметрам, источникам питания, осциллографам, генераторам функций и т. Д.Кабели…

6

Измерение напряжения

Для начала измеряем напряжение на батарее AA: Подключите черный щуп к COM , а красный щуп — к мАВОм . Установите мультиметр на «2V» в диапазоне постоянного тока. Практически вся портативная электроника использует постоянный ток, а не переменный ток.Подключите черный щуп к заземлению аккумулятора или к «-», а красный щуп к питанию или к «+». Слегка прижмите щупы к положительной и отрицательной клеммам батареи AA. Если у вас новая батарея, вы должны увидеть на дисплее около 1,5 В (эта батарея совершенно новая, поэтому ее напряжение немного выше 1,5 В).

Если вы измеряете напряжение постоянного тока (например, аккумулятор или датчик, подключенный к Arduino), вы хотите установить ручку там, где V имеет прямую линию.Напряжение переменного тока (например, выходящее из стены) может быть опасным, поэтому нам редко нужно использовать настройку напряжения переменного тока (V с волнистой линией рядом с ним). Если вы возитесь с переменным током, мы рекомендуем вам приобрести бесконтактный тестер, а не использовать цифровой мультиметр.

Используйте V с прямой линией для измерения напряжения постоянного тока

Используйте V с волнистой линией для измерения напряжения переменного тока

Что произойдет, если поменять местами красный и черный щупы? Показания мультиметра просто отрицательные.Ничего страшного не происходит! Мультиметр измеряет напряжение по отношению к общему щупу. Какое напряжение на «+» батареи по сравнению с общим или отрицательным контактом? 1,5 В. Если мы переключаем датчики, мы определяем «+» как общую или нулевую точку. Какое напряжение на «-» батареи по сравнению с нашим новым нулем? -1,5 В!

Теперь давайте построим простую схему, чтобы продемонстрировать, как измерять напряжение в реальных условиях. Схема представляет собой просто 1 кОм; и синий сверхяркий светодиод с питанием от модуля питания SparkFun Breadboard.Для начала убедимся, что схема, с которой вы работаете, правильно запитана. Если ваш проект должен быть на 5 В, но меньше 4,5 В или больше 5,5 В, это быстро даст вам указание на то, что что-то не так, и вам может потребоваться проверить соединения питания или проводку вашей цепи.

Измерение напряжения на штанге источника питания.

Установите ручку в положение «20V» в диапазоне постоянного тока (рядом с диапазоном постоянного напряжения отображается символ V с прямой линией).Мультиметры обычно не поддерживают автоматический выбор диапазона. Вы должны установить мультиметр на диапазон, который он может измерять. Например, 2V измеряет напряжения от до 2 вольт , а 20V измеряет напряжения от до 20 вольт . Поэтому, если вы измеряете аккумулятор на 12 В, используйте настройку 20 В. Система 5В? Используйте настройку 20 В. Если вы установите его неправильно, вы, вероятно, увидите, что экран измерителя изменится, а затем будет отображаться «1».

С некоторой силой (представьте, что воткнули вилку в кусок жареного мяса) надавите зондами на два открытых куска металла.Один зонд должен контактировать с GND-соединением. Один зонд для подключения VCC или 5 В.

Мы также можем протестировать различные части схемы. Эта практика называется узловым анализом и является основным строительным блоком в анализе схем. Измеряя напряжение в цепи, мы можем увидеть, сколько напряжения требуется каждому компоненту. Давайте сначала измерим всю схему. Измеряя, откуда напряжение поступает на резистор, а затем на землю светодиода, мы должны увидеть полное напряжение цепи, которое, как ожидается, будет около 5 В.

Затем мы можем увидеть, какое напряжение потребляет светодиод. Это то, что называется падением напряжения на светодиоде. Если сейчас это не имеет смысла, не бойтесь. Это позволит вам больше исследовать мир электроники. Важно отметить, что можно измерять различные части схемы для анализа схемы в целом.

Этот светодиод использует 2,66 В имеющегося источника питания 5 В. Это ниже, чем прямое напряжение, указанное в таблице данных, из-за того, что схема имеет только небольшой ток, проходящий через нее, но об этом чуть позже.

Перегрузка

Что произойдет, если вы выберете значение напряжения, слишком низкое для напряжения, которое вы пытаетесь измерить? Ничего плохого. Счетчик просто отобразит 1. Это счетчик пытается сказать вам, что он перегружен или находится вне диапазона. Все, что вы пытаетесь прочитать, слишком много для этой конкретной обстановки. Попробуйте установить ручку мультиметра на более высокое значение.

Показание 5 В в этой цепи слишком много для настройки 2 В на мультиметре.

Ручка выбора

Почему ручка счетчика показывает 20 В, а не 10 В? Если вы хотите измерить напряжение менее 20 В, выберите настройку 20 В. Это позволит вам читать от 2,00 до 19,99 .

Первая цифра на многих мультиметрах может отображать только «1», поэтому диапазоны ограничены 1 9,99 вместо 9 9,99. Следовательно, максимальный диапазон 20 В вместо максимального диапазона 99 В.

Предупреждение! В общем, придерживайтесь цепей постоянного тока (настройки на мультиметре с прямыми линиями, а не кривыми линиями).Большинство мультиметров могут измерять системы переменного тока (переменного тока), но цепи переменного тока могут быть опасными. Настенная розетка с переменным током или «сетевым напряжением» — это то, что может вас неплохо устроить. ОЧЕНЬ бережно относитесь к AC. Если вам нужно проверить, включена ли розетка, используйте тестер переменного тока. На самом деле нам нужно измерить переменный ток только тогда, когда у нас есть розетка, которая работает забавно (действительно ли она на 110 В?), Или если мы пытаемся управлять нагревателем (например, горячей плитой). Не торопитесь и дважды проверьте все, прежде чем проверять цепь переменного тока.

Измерение сопротивления

Нормальные резисторы имеют цветовую маркировку. Если вы не знаете, что они означают, ничего страшного! Есть множество онлайн-калькуляторов, которыми легко пользоваться. Однако, если вы когда-нибудь окажетесь без доступа в Интернет, мультиметр очень удобен для измерения сопротивления.

Выберите случайный резистор и установите на мультиметре значение 20 кОм. Затем прижмите щупы к ножкам резистора с таким же усилием, как при нажатии клавиши на клавиатуре.

Измеритель покажет одно из трех значений: 0,00 , 1 или фактическое значение резистора .

• В этом случае измеритель показывает 0,97, что означает, что этот резистор имеет значение 970 Ом или около 1 кОм (помните, что вы находитесь в режиме 20 кОм или 20000 Ом, поэтому вам нужно переместить десятичную дробь на три разряда вправо или 970 Ом. ).

• Если мультиметр показывает 1 или отображает OL , значит, он перегружен. Вам нужно будет попробовать более высокий режим, например режим 200 кОм или режим 2 МОм (мегаом).В этом нет ничего страшного, это просто означает, что необходимо отрегулировать ручку диапазона.

• Если мультиметр показывает 0,00 или почти ноль, то вам необходимо понизить режим до 2 кОм или 200 Ом .

Помните, что у многих резисторов допуск 5%. Это означает, что цветовой код может указывать на 10 000 Ом (10 кОм), но из-за несоответствий в производственном процессе резистор 10 кОм может быть от 9,5 кОм или до 10.5 кОм. Не волнуйтесь, он отлично подойдет как подтягивающий или общий резистор.

Давайте опустим счетчик до следующего минимального значения, 2 кОм. Что происходит?

Не так много изменилось. Поскольку этот резистор (1 кОм) меньше 2 кОм, он все равно отображается на дисплее. Однако вы заметите, что после десятичной запятой есть еще одна цифра, что дает нам немного более высокое разрешение при чтении. А как насчет следующего минимального значения?

Теперь, так как 1k & ohm; больше 200 Ом, мы достигли максимального значения счетчика, и он сообщает вам, что он перегружен и вам нужно попробовать установить более высокое значение.

Как показывает практика, редко можно встретить резистор менее 1 Ом. Помните, что измерение сопротивления не идеально. Температура может сильно повлиять на показания. Кроме того, измерение сопротивления устройства, когда оно физически установлено в цепи, может быть очень сложной задачей. Окружающие компоненты на печатной плате могут сильно повлиять на показания.

Измерение тока

Ток чтения — одно из самых сложных и информативных показаний в мире встроенной электроники.Это сложно, потому что вам нужно последовательно измерять ток. Если напряжение измеряется путем подключения VCC и GND (параллельно), для измерения тока вам необходимо физически прервать протекание тока и подключить измеритель к сети. Чтобы продемонстрировать это, мы будем использовать ту же схему, которую мы использовали в секции измерения напряжения.

Первое, что нам понадобится, это лишний кусок провода. Как уже упоминалось, нам нужно физически прервать цепь, чтобы измерить ток. Другими словами, вытащите провод VCC, идущий к резистору, добавьте провод к тому месту, где этот провод был подключен, а затем проверьте от вывода питания на блоке питания до резистора.Это эффективно «обрывает» питание схемы. Затем мы вставляем мультиметр в линию, чтобы он мог измерять ток, когда он «течет» через мультиметр в макетную плату.

Для этих картинок мы обманули и использовали зажимы из кожи аллигатора. При измерении тока часто полезно наблюдать за тем, что ваша система делает с течением времени, в течение нескольких секунд или минут. Возможно, вам захочется встать и поднести датчики к системе, но иногда легче освободить руки. Эти щупы с зажимом типа «крокодил» могут пригодиться.Обратите внимание, что почти все мультиметры имеют разъемы одинакового размера (их называют «банановыми вилками»), поэтому, если вы в затруднительном положении, вы можете использовать щупы своего друга.

Теперь, когда подключен мультиметр, мы можем установить шкалу в правильное положение и измерить ток. Измерение тока работает так же, как напряжение и сопротивление — вы должны получить правильный диапазон. Установите мультиметр на 200 мА и работайте оттуда. Потребление тока для многих макетных проектов обычно составляет менее 200 мА. Убедитесь, что красный зонд вставлен в порт с предохранителем на 200 мА.На нашем любимом мультиметре отверстие 200 мА — это тот же порт / отверстие, что и показания напряжения и сопротивления (порт обозначен как мАВΩ ). Это означает, что вы можете держать красный зонд в том же порту для измерения тока, напряжения или сопротивления. Однако, если вы подозреваете, что ваша схема будет использовать около 200 мА или более, переключите зонд на сторону 10 А. на всякий случай. Перегрузка по току может привести к перегоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть позже.

Эта цепь потребляла только 1.8 мА во время измерения, небольшой ток. Среднее значение было ближе к 2,1 мА.

Поймите, что мультиметр действует как кусок провода — вы замкнули цепь, и она включится. Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свое энергопотребление (например, включение светодиода может привести к увеличению на 20 мА на секунду, а затем к снижению на секунду при включении. выкл).На дисплее мультиметра вы должны увидеть мгновенное значение тока. Все мультиметры снимают показания с течением времени, а затем выдают среднее значение , поэтому ожидайте, что показания будут колебаться. В целом, более дешевые счетчики будут в среднем более жестко и медленнее реагировать, поэтому относитесь к каждому показанию с недоверием. В уме возьмите средний диапазон, например, от 7 до 8 мА при нормальных условиях 5 В (а не 7,48 мА).

Как и при других измерениях, при измерении тока цвет щупов не имеет значения.Что произойдет, если мы поменяем зонды? Ничего страшного не происходит! Это просто приводит к тому, что текущее показание становится отрицательным:

Ток все еще протекает через систему, вы только что изменили свою точку зрения, и теперь счетчик показывает отрицательное значение.

Помните! Когда вы закончите использовать измеритель, всегда возвращайте его для считывания напряжения (верните щупы в порт напряжения, настройте измеритель на считывание диапазона постоянного напряжения, если необходимо). Обычно берут измеритель и начинают быстро измерять напряжение между двумя контактами.Если вы оставили свой счетчик в режиме «тока», вы не увидите напряжение на дисплее. Вместо этого вы увидите «0,000», что означает отсутствие тока между VCC и GND. В течение этой доли секунды вы подключите VCC к GND через ваш измеритель, и предохранитель на 200 мА перегорит = плохо. Поэтому, прежде чем положить глюкометр на ночь, не забудьте оставить глюкометр в хорошем состоянии.

Первые несколько раз измерить ток может быть непросто. Не волнуйтесь, если вы перегорели — мы делали это десятки раз! Мы покажем вам, как заменить предохранитель в следующем разделе.

Непрерывность

Тестирование непрерывности — это проверка сопротивления между двумя точками. Если сопротивление очень низкое (менее нескольких Ом), две точки соединяются электрически, и раздается звуковой сигнал. Если сопротивление превышает несколько Ом, значит, цепь разомкнута и звуковой сигнал не издается. Этот тест помогает убедиться, что соединения выполнены правильно между двумя точками. Этот тест также помогает нам определить, подключены ли две точки, которых не должно быть.

Непрерывность, возможно, самая важная функция для гуру встраиваемого оборудования. Эта функция позволяет нам проверять проводимость материалов и отслеживать, где были выполнены или не выполнены электрические соединения.

Установите мультиметр в режим «Непрерывность». Он может отличаться в зависимости от цифрового мультиметра, но ищите символ диода с распространяющимися волнами вокруг него (например, звук, исходящий из динамика).

Мультиметр установлен в режим проверки целостности цепи.

Теперь соедините щупы вместе.Мультиметр должен издать звуковой сигнал (Примечание: не все мультиметры имеют настройку непрерывности, но большинство должно). Это показывает, что между датчиками может протекать очень небольшое количество тока без сопротивления (или, по крайней мере, с очень маленьким сопротивлением).

Внимание! В общем, выключите систему перед проверкой целостности цепи.

На макетной плате, на которой не запитан , используйте щупы, чтобы проткнуть два отдельных контакта заземления. Вы должны услышать тональный сигнал, указывающий, что они подключены.Подключите пробники от контакта VCC на микроконтроллере к VCC на источнике питания. Он должен издать звуковой сигнал, указывающий, что питание свободно течет от вывода VCC к микро. Если он не издает тонального сигнала, вы можете начать следовать по маршруту, по которому проходит медная дорожка, и определять, есть ли обрывы в линии, проводе, макете или печатной плате.

Continuity — отличный способ проверить, соприкасаются ли два контакта SMD. Если ваши глаза не видят этого, мультиметр обычно является отличным вторым ресурсом для тестирования.

Когда система не работает, непрерывность — еще одна вещь, которая помогает устранить неполадки в системе.Вот шаги, которые необходимо предпринять:

1. Если система включена, внимательно проверьте VCC и GND с настройкой напряжения, чтобы убедиться, что напряжение соответствует нужному уровню. Если система 5 В работает при 4,2 В, внимательно проверьте регулятор, он может быть очень горячим, что указывает на то, что система потребляет слишком большой ток.
2. Выключите систему и проверьте целостность цепи между VCC и GND. Если есть непрерывность (если вы слышите звуковой сигнал), значит, у вас где-то короткое замыкание.
3. Выключите систему.Убедитесь, что VCC и GND правильно подключены к контактам микроконтроллера и других устройств. Система может включаться, но отдельные микросхемы могут быть подключены неправильно.
4. Предположим, вы можете запустить микроконтроллер, отложить мультиметр в сторону и перейти к последовательной отладке или использовать логический анализатор для проверки цифровых сигналов.

Обрыв цепи и большие конденсаторы: При обычном поиске неисправностей. вы будете проверять целостность цепи между землей и шиной VCC.Это хорошая проверка работоспособности перед включением прототипа, чтобы убедиться, что в системе питания нет замыкания. Но не удивляйтесь, если вы услышите короткий звуковой сигнал! при зондировании. Это связано с тем, что в системе питания часто присутствует значительная емкость. Мультиметр ищет очень низкое сопротивление, чтобы проверить, подключены ли две точки. Конденсаторы будут действовать как короткое замыкание в течение доли секунды, пока не заполнятся энергией, а затем будут действовать как открытое соединение. Поэтому вы услышите короткий звуковой сигнал, а затем ничего.Ничего страшного, просто шапки заряжаются.

Замена предохранителя

Одна из наиболее распространенных ошибок нового мультиметра — это измерение тока на макетной плате путем измерения от VCC до GND (плохо!). Это немедленно приведет к короткому замыканию на землю через мультиметр, что приведет к потере питания макетной платы. Когда ток проходит через мультиметр, внутренний предохранитель нагревается, а затем сгорает, когда через него проходит 200 мА. Это произойдет за доли секунды и без каких-либо реальных звуковых или физических признаков того, что что-то не так.

Вау, это было здорово. Что теперь? Во-первых, помните, что измерение тока выполняется последовательно (прервите линию VCC на макетную плату или микроконтроллер, чтобы измерить ток). Если вы попытаетесь измерить ток с помощью перегоревшего предохранителя, вы, вероятно, заметите, что измеритель показывает «0,00» и что система не включается, как должна, когда вы присоединяете мультиметр. Это связано с тем, что внутренний предохранитель сломан и действует как обрыв провода или разрыв. Не волнуйтесь, это происходит постоянно, и его устранение стоит около 1 доллара.

Чтобы заменить предохранитель, возьмите удобную мини-отвертку и начните выкручивать винты. Цифровой мультиметр SparkFun довольно легко разобрать. Начните со снятия пластины аккумулятора и аккумулятора.

Затем удалите два винта, скрывающиеся за пластиной аккумулятора.

Слегка приподнимите переднюю часть мультиметра.

Теперь обратите внимание на крючки на нижнем крае лица. Вам нужно будет сдвинуть лицо в сторону с небольшим усилием, чтобы освободить эти крючки.

После того, как лицевая часть отцеплена, она должна легко выйти. Теперь вы можете заглянуть внутрь мультиметра!

Осторожно поднимите предохранитель, и он выскочит.

Убедитесь, что заменил правильный предохранитель на правильный тип . Другими словами, замените предохранитель на 200 мА на предохранитель на 200 мА.

Внимание! ЗАПРЕЩАЕТСЯ класть предохранитель на 10 А туда, где должен находиться предохранитель на 200 мА. Размещение предохранителей может не совпадать с размещением портов зонда.Прочтите металлический колпачок на обоих концах предохранителя, чтобы дважды проверить, какой именно.

Компоненты и дорожки на печатной плате внутри мультиметра рассчитаны на разные величины тока. Вы повредите и, возможно, испортите свой мультиметр, если случайно протолкните 5A через порт 200mA.

Бывают случаи, когда вам нужно измерить сильноточные устройства, такие как двигатель или нагревательный элемент. Вы видите два места, где можно разместить красный щуп на передней панели мультиметра? 10A слева и мАВОм справа? Если вы попытаетесь измерить ток более 200 мА на порте мАВΩ , вы рискуете перегореть предохранитель.Но если вы используете порт 10A для измерения тока, вы значительно меньше рискуете пережечь предохранитель. Компромисс — чувствительность. Как мы уже говорили выше, используя порт 10A и настройку ручки, вы сможете читать только до 0,01A или 10 мА. Большинство моих систем используют более 10 мА, поэтому настройка и порт 10 А работают достаточно хорошо. Если вы пытаетесь измерить очень низкую мощность (микро- или наноампер), порт 200 мА с 2 мА, 200 мкА или 20 мкА может быть тем, что вам нужно.

Помните: Если ваша система может использовать более 100 мА, вам следует начать с красного зонда, подключенного к порту 10A и установки ручки 10A .

С цифровыми мультиметрами стоимостью менее 50 долларов измерения, которые вы, вероятно, будете выполнять, являются просто показаниями для устранения неполадок, а не результатами научных экспериментов. Если вам действительно нужно увидеть, как ИС использует ток или напряжение с течением времени, используйте стенд Agilent или другой высококачественный стенд. Эти устройства имеют более высокую точность и предлагают широкий спектр необычных функций (некоторые из них включают Тетрис!). Банни Хуанг, разработчик оборудования Chumby, использует высокоточные показания тока для устранения неисправностей плат во время заключительных процедур тестирования Chumby.Посмотрев на потребление тока разными платами, которые вышли из строя (например, данная неисправная плата потребляет 210 мА больше обычного), он мог определить, что не так с платой (когда ОЗУ выходит из строя, она обычно использует 210 мА больше обычного). Выявление возможных неисправностей значительно упрощает переделку и ремонт плат.

Что делает хороший мультиметр?

У каждого свои предпочтения, но в целом предпочтительны мультиметры с непрерывностью измерения.Все остальные функции — это просто вишенка на торте.

Существуют причудливые мультиметры, которые автоматически выбирают диапазон , что означает, что они автоматически изменяют свой внутренний диапазон, пытаясь найти правильное напряжение, сопротивление или ток предмета, в который вы ткнете. Автоматический выбор диапазона может быть очень полезным, если вы знаете, как его использовать. Вообще говоря, мультиметры с автоподстройкой диапазона более качественны и имеют больше функций. Так что если вам дадут мультиметр с автодиапазоном, воспользуйтесь им! Просто знайте, как перевести его в ручной режим.Напряжение или ток в цепи могут колебаться довольно быстро. В некоторых системах ток или напряжение настолько непостоянны, что автоматический выбор диапазона не может сравняться с этим.

ЖК-дисплей с задней подсветкой. — это здорово, но когда вы в последний раз измеряли свою схему в темноте? Обычно мы избегаем страшных лесов и ситуаций, которые требуют от нас тестирования оборудования посреди ночи, но некоторым людям может понадобиться или понадобится мультиметр для темноты.

хороший щелчок на селекторе диапазона на самом деле является большим плюсом в нашей книге.Мягкая ручка обычно указывает на некачественный счетчик.

Хорошие пробники — это плюс. Со временем провода будут ломаться в точке изгиба. Мы видели, как провода полностью выходят из зондов — и это всегда в тот момент, когда зонды должны работать! Если вы сломаете зонд, его будет достаточно дешево заменить.

Автоотключение — отличная функция, которая редко встречается на более дешевых мультиметрах. Это функция, которая может быть полезна как новичкам, так и опытным пользователям, поскольку легко забыть выключить глюкометр в 2 часа ночи.Цифровой мультиметр SparkFun не имеет этой функции, но, к счастью, он очень маломощный. Мы оставили мультиметр на два дня, прежде чем батарея на 9 В начала разряжаться. Тем не менее, не забудьте выключить глюкометр!

Теперь вы готовы использовать цифровой мультиметр для измерения окружающего мира. Не стесняйтесь использовать его, чтобы ответить на многие вопросы. Я считаю, что мой светодиод выдает 20 мА, правда? Какое напряжение у лимона? Стакан из воды токопроводящий? Можно ли заменить эти провода алюминиевой фольгой? Цифровой мультиметр ответит на эти и многие другие вопросы об электронике.

Покупка мультиметра

Цифровой мультиметр — незаменимый инструмент в арсенале любого электронного энтузиаста. Вот несколько мультиметров и наборов с мультиметрами, которые подойдут как для начинающих, так и для опытных любителей.

Наши рекомендации:

Мушиметр

В отставке

ТОЛ-13843

Mooshimeter — это мультиметр для проверки многоканальных цепей, который использует ваш смартфон или планшет через Bluetooth 4.0, как…

14

Пенсионер

Нажмите, чтобы просмотреть дополнительные параметры мультиметра

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы знаете основы использования цифрового мультиметра, ознакомьтесь с этими руководствами, чтобы использовать свой новый навык:

Или просмотрите некоторые из этих связанных сообщений в блогах.

Емкость

| Определение, формула, единицы измерения и факты

Емкость , свойство электрического проводника или набора проводников, которое измеряется количеством разделенного электрического заряда, который может храниться на нем на единицу изменения электрического потенциала. Емкость также подразумевает соответствующее накопление электрической энергии. Если электрический заряд передается между двумя первоначально незаряженными проводниками, оба становятся одинаково заряженными, один положительно, другой отрицательно, и между ними устанавливается разность потенциалов.Емкость C — это отношение количества заряда C на любом проводе к разности потенциалов V между проводниками, или просто C = q / V.

Подробнее по этой теме

электричество: Емкость

Полезное устройство для хранения электрической энергии состоит из двух проводов, расположенных в непосредственной близости и изолированных друг от друга.Простой пример …

Как в практической, так и в научной системе метр-килограмм-секунда единицей электрического заряда является кулон, а единицей разности потенциалов является вольт, так что единица емкости, называемая фарадом (обозначенная буквой F), равна единице. кулон на вольт. Один фарад — это чрезвычайно большая емкость. Обычно используются удобные деления на одну миллионную фарада, называемую микрофарад ( μ F), и одну миллионную микрофарада, называемую пикофарад (пФ; более старый термин, микромикрофарад, μμ F).В электростатической системе единиц емкость имеет размерность расстояния.

Емкость в электрических цепях намеренно вносится устройством, называемым конденсатором. Он был открыт прусским ученым Эвальдом Георгом фон Клейстом в 1745 году и независимо голландским физиком Питером ван Мушенбруком примерно в то же время, когда он исследовал электростатические явления. Они обнаружили, что электричество, полученное от электростатической машины, можно хранить в течение определенного периода времени, а затем высвобождать.Устройство, которое стало известно как лейденская банка, состояло из закрытого стеклянного флакона или сосуда, наполненного водой, с гвоздем, протыкающим пробку и погружающимся в воду. Держа банку в руке и прикоснувшись гвоздем к проводнику электростатической машины, они обнаружили, что удар можно получить от гвоздя после его отсоединения, прикоснувшись к нему свободной рукой. Эта реакция показала, что часть электричества от машины была сохранена.

Простой, но фундаментальный шаг в эволюции конденсатора был сделан английским астрономом Джоном Бевисом в 1747 году, когда он заменил воду металлической фольгой, образующей покрытие на внутренней поверхности стекла, и другим, покрывающим внешнюю поверхность.Эта форма конденсатора с проводником, выступающим из горловины сосуда и касающимся футеровки, в качестве основных физических характеристик имела два проводника протяженной площади, которые почти одинаково разделены изолирующим или диэлектрическим слоем, сделанным настолько тонким, насколько это возможно. Эти особенности сохранены во всех современных конденсаторах.

Сэкономьте 50% на подписке Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сегодня

Конденсатор, также называемый конденсатором, по существу представляет собой сэндвич из двух пластин из проводящего материала, разделенных изоляционным материалом или диэлектриком.Его основная функция — хранить электрическую энергию. Конденсаторы различаются размером и геометрическим расположением пластин, а также типом используемого диэлектрического материала. Отсюда и такие названия, как слюдяные, бумажные, керамические, воздушные и электролитические конденсаторы. Их емкость может быть фиксированной или регулируемой в диапазоне значений для использования в схемах настройки.

Энергия, запасаемая конденсатором, соответствует работе, выполняемой (например, аккумулятором) по созданию противоположных зарядов на двух пластинах при приложенном напряжении.Количество заряда, которое может храниться, зависит от площади пластин, расстояния между ними, диэлектрического материала в пространстве и приложенного напряжения.

Конденсатор, включенный в цепь переменного тока, попеременно заряжается и разряжается каждый полупериод. Таким образом, время, доступное для зарядки или разрядки, зависит от частоты тока, и если требуемое время превышает длину полупериода, поляризация (разделение заряда) не завершается.В таких условиях диэлектрическая проницаемость оказывается меньше, чем наблюдаемая в цепи постоянного тока, и изменяется с частотой, становясь ниже на более высоких частотах. Во время изменения полярности пластин заряды должны перемещаться через диэлектрик сначала в одном направлении, а затем в другом, и преодоление сопротивления, с которым они сталкиваются, приводит к выделению тепла, известному как диэлектрические потери, характеристика, которая должна быть учитывается при применении конденсаторов в электрических цепях, например, в радио- и телевизионных приемниках.Диэлектрические потери зависят от частоты и материала диэлектрика.

За исключением утечки (обычно небольшой) через диэлектрик, ток через конденсатор не течет, когда на него действует постоянное напряжение. Однако переменный ток проходит легко и называется током смещения.

Эксперимент 1: — Определение емкости конденсатора / подключение конденсаторов последовательно и параллельно: Цель: 1 — Научиться определять емкость.

Презентация на тему: «Эксперимент 1: — Определение емкости конденсатора / подключение конденсаторов последовательно и параллельно: Цель: 1 — Научиться определять емкость.»- стенограмма презентации:

1

Эксперимент 1: — Определение емкости конденсатора / подключение конденсаторов последовательно и параллельно: Цель: 1 — Научиться определять емкость путем зарядки и разрядки конденсатора. 2- Определение эквивалентной емкости двух конденсаторов, соединенных последовательно и параллельно.

2

В Аппаратура и инструменты: 1) аккумулятор (источник напряжения)
2) Три конденсатора: конденсатор 1 и конденсатор 2 с емкостью C1 и C2 соответственно, где C1 = C2 = 1000 мкФ. Третий конденсатор (конденсатор U) имеет неизвестную емкость CU 3) Вольтметр: (с известным внутренним сопротивлением R) 4) провода. 5) секундомер V

3

Как нарисовать круг: очень важно — + V — + + —

4

Что такое емкость?
Теория: Что такое емкость? Емкость можно определить как отношение заряда, накопленного в пластинах, к разности напряжений между ними.𝐶 = 𝑄 𝑉 Где: C — емкость. C (Фарад) Q — количество заряда. q (кулон) V — потенциал. В (напряжение). Свойства конденсатора 1) Конденсатор с параллельными пластинами состоит из двух пластин, величина заряда (Q) одинакова на каждой пластине. 2) Эти пластины разделены диэлектрическим материалом на расстоянии d.

5

Теория: (Q) Если конденсатор подключен, например, через сопротивление R к батарее, чтобы создать разницу напряжений между пластинами конденсатора (т.е.е. батарея будет заряжать конденсатор). После отсоединения батареи напряжение будет: сразу же падает до нуля. Требуется некоторое время, чтобы достичь нулевой точки. После отключения батареи потребуется некоторое время (t), которое зависит от R и C, чтобы разрядить конденсатор с Vo до V. Соотношение между этими напряжениями определяется следующим образом: 𝑉 = 𝑉 0 𝑒 — 𝑡 𝑅𝐶 → 𝑉 𝑉 0 = 𝑒 — 𝑡 𝑅𝐶 & Используя натуральный логарифм для обеих частей, 𝑙𝑛 𝑉 𝑉 0 = 𝑙𝑛 𝑒 — 𝑡 𝑅𝐶 → 𝑙𝑛 𝑉 𝑉 0 = — 𝑡 𝑅𝐶 ∴𝐶 = — 𝑡 𝑅𝑙𝑛 𝑉 𝑉 0

6

Соединение двух конденсаторов последовательно и параллельно: параллельно
V s = V 1 + V 2 VQ s = Q 1 + Q 2 Q 1 C s = 1 CC 2 C s = C 1 + C 2 CV s = V 1 + V 2 V s = V 1 = V 2 Q s = Q 1 = Q 2 Q s = Q 1 + Q 2 1 C s = 1 CC 2 C s = C 1 + C 2 последовательно параллельно ∵V = QCV s = V 1 + V & Q s = Q 1 = Q 2 ∵V = QC → Q = 𝑉𝐶 V s = V 1 = V & Q s = Q 1 + Q 2 ∴ Q s C s = Q 1 CQ 2 C 2 ∴ 𝑉 s C s = 𝑉 1 C 1 + 𝑉 2 C 2 & ∵ Q s = Q 1 = Q 2 & ∵ V s = V 1 = V 2 ∴ QC s = QCC → C s = 1 CC 2 ∴ 𝑉C s = 𝑉 C 1 + C → C s = C 1 + C 2

7

ВСЕ ЗНАЧЕНИЯ НЕ ИСТИННЫ И ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ДЛЯ ОБЪЯСНЕНИЯ ЦЕЛЕЙ
Процедура: Часть 1: — Определение значения неизвестного сопротивления 1 — Подключите цепь с помощью конденсатора U Обратите внимание, что сопротивление R — это внутреннее сопротивление вольтметра, что означает придется подключать вольтметр вместо Р.2- Разомкните переключатель, чтобы зарядился конденсатор U, и отрегулируйте подаваемое напряжение, пока оно не достигнет 10 В, измеренного вольтметром. Это напряжение VO. 3- Замкните выключатель, чтобы конденсатор U отключился от батареи. В то же время начните отсчет времени (время измерения t) с помощью секундомера, пока Vo не уменьшится до более низкого значения V. 4- Повторите отсчет времени три раза, используя три разных значения V (например, 8, 5 и 3 В), и запишите t на каждый раз. 5- Используйте уравнение для вычисления C для каждого значения V.Затем вычислите среднее значение C. ∴𝐶 = — 𝑡 𝑅𝑙𝑛 𝑉 𝑉 0 6- Вычислите среднее значение CU. V (вольт) t (сек) C (фарад) V0 (вольт) 1,9E-2 Средняя емкость = 1,2E-2 ВСЕ ЗНАЧЕНИЯ НЕВЕРНЫ И ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ДЛЯ ПОЯСНЕНИЯ 10 1,9 × 10 — × 10 — × 10 — × 10 −3 5 = 1,1 × 10 −2 𝑓 8,4-3 5,5E-3

8

1- Соедините конденсаторы 1 и 2 параллельно
Часть 2: — Расчет эквивалентной емкости двух известных конденсаторов, соединенных последовательно: Часть.3.:- Расчет эквивалентного сопротивления двух известных резисторов, подключенных параллельно: 1- Подключите конденсаторы 1 и 2 параллельно 1- Подключите конденсаторы 1 и 2 параллельно 2- Повторите шаги 2-6 в Части I, чтобы определить эквивалент емкость Cs (это экспериментальное значение Cs). 2- Повторите шаги 2–6 в Части I, чтобы определить эквивалентную емкость Cs (это экспериментальное значение Cs). 3- Рассчитайте теоретическое значение Cs, используя: 3- Рассчитайте теоретическое значение Cs, используя: 1 C s = 1 CC 2 C s = C 1 + C 2 4- Рассчитайте процентную ошибку в Rs 4- Рассчитайте процент погрешность в Rs% = X m −XX × 100% = X m −XX × 100

Глоссарий терминов по конденсаторам | Конденсатор Иллинойс | Определения | Терминология

Illinois Capacitor предоставляет этот список терминологии по конденсаторам, чтобы помочь нашим клиентам, студентам и преподавателям.Если у вас есть комментарий к определению или у вас есть предложения по дополнению, сообщите нам об этом.

Пульсация переменного тока

Переменный ток, протекающий в конденсаторе, так называемый, потому что связанное с ним переменное напряжение распространяется, как рябь на воде, на постоянном напряжении смещения конденсатора. Пульсации тока вызывают нагрев конденсаторов. Максимально допустимый ток пульсаций — это допустимая величина, которая при этом соответствует спецификации срока службы конденсатора.

Старение

Изменение характеристик конденсатора с течением времени при определенных условиях.
Алюминиевый электролитический конденсатор

Алюминиевый электролитический конденсатор

Конденсатор, состоящий из двух алюминиевых электродов, разделенных бумагой, пропитанной электролитом. Диэлектрик — это оксид анода.

Температура окружающей среды

Температура окружающей среды, обычно неподвижного воздуха, окружающего конденсатор.

Анод

Положительный электрод электролитического конденсатора.

осевой

Тип конденсатора, в котором два вывода подключены к противоположным концам основного корпуса компонента.Обычно он припаивается горизонтально к монтажной плате или используется для двухточечной проводки между клеммами.

Блокировка

Ситуация, когда постоянный ток (DC) не проникает в элемент схемы из-за высокого последовательного сопротивления конденсатора.

Пробой (прокол)

Разрывная цепь мгновенного действия (разряд) через слои изоляции конденсатора. Если конденсаторы с простой диэлектрической пленкой, это приведет к выходу из строя. Типы металлизированных пленок являются самовосстанавливающимися и должны устранить неисправность (конденсатор не подвергается нагрузке из-за состояния перенапряжения.

Напряжение пробоя

Рабочее напряжение, которое вызовет нарушение изоляции между двумя проводниками. Номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 50% ~ 100% больше, чем напряжение в цепи.

Байпас (развязка)

Использование конденсатора для предотвращения части переменного тока сигнала от элемента схемы по низкоомному пути параллельно с элементом схемы.

Емкость

Мера способности конденсатора накапливать энергию при заданном напряжении, обычно выражаемая в фарадах, микрофарадах, нанофарадах или пикофарадах.

Емкостное реактивное сопротивление (Xc)

Сопротивление протеканию переменного или пульсирующего тока через конденсатор, измеряется в Ом. Воображаемый компонент импеданса конденсатора.

Конденсатор

Пассивный элемент схемы, способный накапливать электрическую энергию и высвобождать ее в заданное время и с заданной скоростью.

Параллельный конденсатор

При параллельном подключении конденсаторов общая емкость представляет собой сумму емкостей отдельных конденсаторов.Это также увеличивает допустимость пульсаций тока.

Конденсатор серии

Конденсаторы, подключенные последовательно для более высокого общего номинального напряжения, хотя эта конфигурация будет иметь более низкую общую емкость, чем любой отдельный в цепи. Эта последовательная схема предлагает. Падение напряжения на каждом конденсаторе складывается из общего приложенного напряжения.

Катод

Отрицательный электрод конденсатора.

Заряд

Количество электричества, присутствующего на пластинах конденсатора.Кроме того, действие принуждения электронов к пластинам конденсатора. См. Кулон.

Кулон

Кулон — это единица измерения электрического заряда в Международной системе единиц. Это заряд, переносимый постоянным током в один ампер за одну секунду.

Муфта

Ситуация, когда две цепи соединены вместе, и пропускается только переменное напряжение.

Коронный разряд

Корона — это небольшой, но локально интенсивный электрический разряд, который вводит заряд в изолирующую пленку, прилегающую к краям фольги / металлизации или в месте, где воздух задерживается между фольгой / металлизацией и пленкой.Разряд вызывается достаточно большим градиентом напряжения, чтобы ионизировать молекулы либо в пленке, либо в небольших воздушных карманах. Каждый разряд наносит небольшой, но совокупный ущерб пленке. Это приведет к короткому замыканию в плоской части пленки / фольги. Однако детали из металлизированной пленки самовосстанавливаются, но дополнительные разряды приводят к прогрессирующей потере емкости.

Текущий

Количество заряда, превышающее заданную контрольную точку с течением времени.

Развязка

Разделительный конденсатор — это конденсатор, который используется для развязки или отделения одной части схемы от другой, чтобы на нее не влияли другие переменные, такие как напряжение или ток.(См. Обход.)

Диэлектрик

Изолирующая или непроводящая среда между пластинами конденсатора.

Диэлектрическое поглощение

Это свойство несовершенного диэлектрика, при котором происходит накопление электрических зарядов в теле материала, когда он находится в электрическом поле.

Диэлектрическая проницаемость

Отношение емкости конденсатора с данным диэлектриком к емкости такого же конденсатора, имеющего вакуум в качестве диэлектрика.

Диэлектрическая прочность

Средний среднеквадратичный градиент напряжения между двумя электродами конденсатора в момент отказа.

Коэффициент рассеяния (D.F. или Tan delta)

Мера потерь в конденсаторе, выраженная как отношение E.S.R. конденсатора к его реактивному сопротивлению при определенной частоте и температуре.

dv / dt Рейтинг

Максимальное время нарастания (или разряда) напряжения, которое конденсатор может выдержать при повреждении.

EDLC

См. Суперконденсаторы

Конденсатор электролитический

Алюминиевый электролитический конденсатор состоит из намотанного конденсаторного элемента, пропитанного жидким электролитом, подключенного к клеммам и запечатанного в емкости.Элемент состоит из анодной фольги, бумажных сепараторов, пропитанных электролитом, и катодной фольги. Фольга изготовлена ​​из алюминия высокой чистоты и протравлена ​​миллиардами микроскопических туннелей для увеличения площади поверхности, контактирующей с электролитом.

Электролит

Токопроводящий раствор между электродами конденсатора, используемый для восполнения диэлектрика в алюминиевом электролитическом конденсаторе.

EMI

Аббревиатура от «Электромагнитные помехи».Генерация нежелательного радиочастотного шума, который может быть вызван работой импульсного источника питания или другого электрического или электронного оборудования. Также называется RFI

Эквивалентное последовательное сопротивление (E.S.R.)

Сумма всех внутренних сопротивлений конденсатора, измеренных в Ом. Выражается математически как ESR = D.F. * Xc.

85/85 Рейтинг нагрузочных испытаний

Номер

85/85 относится к компоненту, прошедшему испытание на повышенный срок службы при температуре 85 ° C и влажности 85%.Через 1000–2000 часов (обычно) детали проверяются на наличие признаков коррозии или других признаков потенциальной неисправности.

Фарад

Основная единица измерения конденсатора. Конденсатор, заряженный до 1 В с зарядом в 1 кулон, будет иметь емкость 1 фарад. 1 мкФ = 0,000001 фарад.

Пленочные конденсаторы

Конденсатор, состоящий из двух металлических пластин, разделенных пластиковым (полимерным) диэлектрическим материалом.

Частота

Частота повторения переменной или пульсирующей волны, выраженная в циклах в секунду (C.P.S.) или герцах (Гц).

Герц

Единица измерения количества циклов сигнала переменного тока в секунду, указывающая на частоту.

Придерживающий конденсатор

Конденсатор, который обеспечивает выходное напряжение в течение короткого периода после снятия входного напряжения.

Импеданс (Zc)

Суммарное сопротивление переменного или пульсирующего тока, измеренное в Ом.Импеданс — это векторная сумма резистивной и реактивной составляющих конденсатора, математически выраженная как

.

Сопротивление изоляции

Отношение постоянного напряжения, приложенного к контактам конденсатора, и результирующего тока утечки, протекающего через диэлектрик и по его поверхности после прекращения начального зарядного тока, выраженное в мегомах или как постоянная времени мегом x микрофарад.

Ток утечки

Измерение паразитного постоянного тока, протекающего через конденсатор после приложения к нему постоянного напряжения.

MTBF (Среднее время наработки на отказ)

MTBF (Средняя наработка на отказ) — это наиболее часто используемый сегодня рейтинг надежности. Алюминиевые электролитические конденсаторы не выходят из строя таким образом, чтобы можно было точно использовать MTBF. Вместо использования MTBF, срок службы нагрузки является обычным рейтингом надежности.

Металлизированный конденсатор

Конденсатор, в котором тонкий слой металла напыляется в вакууме непосредственно на диэлектрик.

Рабочая температура

Диапазон температур, обычно указываемый в градусах Цельсия, в котором конденсатор может работать в пределах номинальных характеристик.

Повышенное напряжение

Напряжение, приложенное к конденсатору, превышает его номинальное рабочее напряжение. При испытании на диэлектрическую стойкость конденсаторы испытываются на перенапряжение (испытание Hi-Pot) при напряжении в 1,5 или 2 раза выше номинального.

Полярность

Некоторые конденсаторы, например, большинство алюминиевых электролитов, имеют полярность, ограничивающую направление, в котором ток имеет тенденцию течь. Другие специализированные электролиты (например, пуск двигателя, пленочные и керамические конденсаторы) неполярны.

Радиальный

Конденсатор, в котором оба вывода подключены к одному концу основного компонента.Конденсаторы с радиальными выводами обычно устанавливаются вертикально на печатную плату.

Пульсация и шум

Суммарная амплитуда составляющих переменного тока на выходе постоянного тока источника питания, обычно выражаемая в милливольтах от пика до пика или RMS.

Пульсации тока

Общее количество переменного и постоянного тока, которое может быть приложено к конденсатору при определенных условиях, не вызывая отказа. (См. Пульсация переменного тока)

Демпферный конденсатор

Конденсаторы, используемые независимо или с другими элементами схемы для подавления переходных напряжений в электрических цепях.

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы, также называемые ультраконденсаторами или конденсаторами с двойным электрическим слоем (EDLC), представляют собой конденсаторы, состоящие из 2 металлических пластин с углеродным диэлектрическим материалом и проводящим электролитом.

Импульсное напряжение (SV)

Максимальное напряжение постоянного тока, которое конденсатор может выдерживать при любых обстоятельствах в течение короткого периода времени без каких-либо повреждений.

Температурный коэффициент

Ожидаемое изменение значения емкости при изменении температуры.

Снижение номинальных значений температуры

Когда конденсатор эксплуатируется при более низкой температуре окружающей среды, чем номинальные характеристики, его срок службы нагрузки может быть увеличен. Количество улучшений можно подсчитать.

Допуск

Максимальное отклонение от номинального значения емкости при определенных условиях, выраженное в процентах от номинальной емкости.

Напряжение

Сила или электрическое давление, заставляющее ток течь через проводник.

Ультра Конденсатор

См. Суперконденсаторы

Рабочее напряжение (WVDC)

Максимальное напряжение постоянного тока, подаваемое на конденсатор для непрерывной работы при максимальной номинальной температуре.

X Конденсатор

Утвержденный агентством по безопасности конденсатор, предназначенный для подключения к линиям питания для подавления электрических помех в нормальном режиме.

Новый Y-образный конденсатор

Одобренный агентством безопасности конденсатор, подключенный от линии к заземлению шасси для подавления электромагнитных помех.

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

• Образование
• Исследование
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О MIT
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT

Меню ↓

Поиск

Меню

Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще!

Что вы ищете?

Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Использование осциллографа для поиска неизвестной емкости

Обычно значение емкости конденсатора в микрофарадах или пикофарадах напечатано на его корпусе или там указан цветовой код.Но иногда нам нужно измерить величину емкости. Например, электролитический конденсатор со временем может потерять емкость (а также показать большее последовательное сопротивление). В критических приложениях этот эффект может быть катастрофическим. Электролитические конденсаторы могут терять емкость, когда они простаивают на полке, а не работают в цепи. Фактически, эти конденсаторы иногда можно восстановить, подвергнув их режиму постепенно возрастающего постоянного напряжения.

Бывают и другие случаи, когда емкость неизвестна, и нам нужно ее измерить.Пример — это когда мы хотим узнать емкость всей электрической среды внутри части электрического оборудования или на его входных или выходных клеммах. Или нам может потребоваться измерить входную емкость пробника осциллографа, чтобы узнать, что происходит.

Мультиметры высшего класса могут измерять емкость, но показания не всегда могут считаться окончательными. Однажды я измерил большое количество новых неэлектролитических конденсаторов и обнаружил среднее отклонение от отмеченного значения более 10%.

В некоторых приложениях точное значение емкости не критично. Например, допустимы большие отклонения в цепи запуска двигателя. Напротив, резонансный контур требует точного значения для точной настройки.

Осциллограф может использоваться для измерения постоянной времени как средства определения фактической емкости устройства или величины распределенной емкости в электронной системе. Хотя осциллограф не обеспечивает прямого считывания емкости, емкость можно рассчитать, поскольку она напрямую связана с постоянной времени RC-цепи при приложении постоянного напряжения.

Постоянная времени электронной схемы, содержащей резистивные и емкостные элементы, обозначается греческой буквой тау (τ). Эта постоянная времени в секундах равна сопротивлению цепи в омах, умноженному на емкость цепи в фарадах, τ = RC . Тау — это время, необходимое для зарядки конденсатора, включенного последовательно с резистором, до уровня 63,2% от начального значения, обычно 0 В.

Цифровой запоминающий осциллограф может легко отображать график зависимости напряжения от времени при зарядке конденсатора или разрядке через резистор.Затем можно рассчитать постоянную времени схемы и, исходя из этого, определить емкость конденсатора.

Если вы приложите постоянное напряжение к конденсатору, включенному последовательно с резистором, его заряд возрастет сначала быстро, а затем медленнее по мере приближения к напряжению питания. График зависимости напряжения от времени на экране осциллографа называется экспоненциальным ростом. И наоборот, разряд конденсатора, включенного последовательно с резистором, известен как экспоненциальный спад.

Теоретически, напряжение на конденсаторе никогда не становится равным полному напряжению батареи, поскольку скорость изменения снижается по мере приближения к этому уровню.Постоянная времени по определению — это время в секундах, необходимое для того, чтобы заряд, измеренный на выводах конденсатора, составил 63,2% от приложенного напряжения.

Экспоненциальный рост (вверху), экспоненциальный спад (в центре) и постоянная RC, измеренная по неизвестной емкости (внизу).

Это явление можно легко продемонстрировать, подключив цифровой мультиметр в режиме измерения сопротивления через электролитический конденсатор. В зависимости от полярности подключения измерителя, а также от того, заряжен ли конденсатор, сопротивление будет сначала низким, а затем повышаться или начинать высокое, а затем снижаться в измеряемой форме, постепенно замедляясь до тех пор, пока оно не прекратится.Электрики говорят, что омметр ведет отсчет, а это говорит о том, что прибор исправен. Это нехарактерное показание связано с тем, что внутренняя батарея измерителя намеренно смещает конденсатор, чтобы можно было измерить сопротивление. Типичное значение составляет 3 В. Большинство производителей приборов окрашивают щупы в красный цвет для положительных и черных для отрицательных, но это не универсально и должно проверяться с помощью второго мультиметра.

Чтобы определить неизвестную емкость с помощью осциллографа, источник питания постоянного тока, такой как батарея 9 В, известное сопротивление, переключатель и конденсатор, соединяются последовательно.Наконечник пробника осциллографа и заземляющий провод подключаются к конденсатору. Кроме того, вам понадобится перемычка с коротким проводом, чтобы шунтировать конденсатор.

Когда переключатель переводится в положение «включено», на дисплее осциллографа отображается напряжение на конденсаторе. Поскольку прибор находится в режиме измерения во временной области, амплитуда в вольтах отображается по оси Y, а прошедшее время — по оси X. Перед нами стоит задача найти постоянную времени последовательно включенных резистора и конденсатора. Для этого определите окончательный заряд конденсатора, который должен быть практически равен номинальному напряжению батареи.Затем умножьте это количество на 0,632, потому что постоянная времени по определению основана на 63,2% от максимального заряда конденсатора.

Найдите эту точку на графике осциллографа, используя горизонтальную линию от оси Y. Затем из этой точки кривой зарядки опустите вертикальную линию вниз до оси X, которую необходимо откалибровать за секунды. (Для этой цели можно использовать курсор.) Это обеспечивает постоянную времени RC-комбинации, τ.