ЭКСПЕРИМЕНТ 15 Проверка конденсаторов
Цели
После проведения данного эксперимента Вы сможете, используя мультиметр, проверять конденсаторы для выявления дефектных.
Необходимые принадлежности
* Цифровой мультиметр
* Элементы:
один электролитический конденсатор 100 мкФ, один бумажный или пленочный конденсатор 0,47 мкФ, один дисковый конденсатор 0,01 мкФ.
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
Часто появляется необходимость осуществлять проверку конденсаторов во время работ, связанных с поиском неисправностей, ремонтом или разработкой схем. Для данной цели имеются специальные испытательные приборы. У Вас же может не быть под рукой таких приборов, да и особой необходимости в них обычно нет. Для выполнения большинства основных испытаний конденсаторов Вы можете использовать мультиметр, аналоговый или цифровой. В этом эксперименте мы покажем, как использовать Ваш цифровой мультиметр для таких целей.
Выход конденсатора из строя
Имеется три основных пути выхода конденсатора из строя. Во-первых, конденсатор может иметь обрыв. Это означает, что один вывод или даже два вывода могут оторваться от обкладок конденсатора. Схема становится такой, как если бы не было абсолютно никакого электрического соединения.
Другой вид отказа конденсатора — когда он замыкается накоротко. При таком типе неисправности обкладки конденсатора касаются или замыкаются накоротко каким-то другим образом. Короткое замыкание — это соединение с очень незначительным сопротивлением, и эффект такой же, как если бы два вывода конденсатора были соединены непосредственно друг с другом.
Конденсатор может отказать также из-за образовавшейся утечки. Такая утечка происходит вследствие сопротивления, появившегося между обкладками конденсатора. Это проявляется в том, что кажется, будто конденсатор имеет некоторое сопротивление, подключенное к нему параллельно.
Короткие замыкания, обрывы и утечки могут определяться с помощью мультиметра (переключенного в режим измерения сопротивлений, то есть мультиметр при этом используется в качестве омметра).
Проверка конденсатора
Для проверки конденсатора.соедините его выводы параллельно с измерительными выводами мультиметра и измерьте сопротивление конденсатора. Короткое замыкание конденсатора обнаруживается по очень низкому значению сопротивления. Обрыв обнаруживается по всякому отсутствию измерения со стороны мультиметра. Утечка обнаруживается по некоторому определенному значению сопротивления. Запомните также, что в том случае, когда мультиметр «видит» обрыв в схеме, он обычно индицирует единицу в самом левом разряде на жидкокристаллическом дисплее.
О выполнении измерений
Для выполнения измерений значений сопротивления мультиметр должен фактически приложить напряжение к внешнему компоненту. Для этой цели в мультиметре используется внутренний источник. Его напряжение прикладывается к внешнему элементу (резистору или конденсатору) через схемы омметра. Мультиметр, когда он используется для измерения сопротивлений, обращается в омметр. Омметр имеет очень высокое внутреннее сопротивление. Это значение сопротивления определяется пределом измерения, на который устанавливается мультиметр. Чем выше предел измерения сопротивлений, тем больше внутреннее сопротивление мультиметра.
Краткое содержание
Требуется некоторое конечное время для зарядки конденсатора; таким образом, при испытании конденсаторов с большими емкостями Вы заметите варьирование показаний мультиметра. Это происходит, когда конденсатор заряжается до внутреннего напряжения, обеспечиваемого мультиметром. Обычно такая индикация появляется при очень низком начальном значении сопротивления. Постепенно оно увеличивается, пока конденсатор
полностью не зарядится, когда на индикации уже будет показание для незамкнутого контура. В настоящем эксперименте Вы продемонстрируете это явление в следующей процедуре.
ПРОЦЕДУРА
1. Переключите Ваш мультиметр в режим измерения сопротивления постоянному току. Установите предел измерения 200 кОм.
Конденсатор 100 мкф
2. Выберите конденсатор 100 мкф. Кратковременно соедините его выводы, чтобы снять любой заряд, который может остаться в конденсаторе.
3. Коснитесь измерительными выводами мультиметра к выводам конденсатора 100 мкф; красным выводом коснитесь к положительному контакту конденсатора, а черным выводом коснитесь к отрицательному контакту. Обращайте внимание на эффект, который Вы можете наблюдать на жидкокристаллическом дисплее мультиметра. Удерживайте измерительные выводы на выводах конденсатора и следите за показаниями на дисплее, пока не увидите индикации, соответствующей незамкнутой цепи. (Помните: единица в левом разряде индикации.)
4. С учетом изменений в значениях сопротивления, которые Вы заметили во время измерения в шаге 3, объясните, что происходило.
5. Далее разрядите конденсатор, касаясь одним его выводом другого вывода в течение нескольких секунд. Затем установите переключатель диапазонов прибора на предел измерения 2 кОм.
6. Коснитесь измерительными выводами мультиметра к выводам конденсатора; красным выводом — к положительному контакту конденсатора, а черным выводом — к отрицательному контакту. Наблюдайте за эффектом на жидкокристаллическом дисплее мультиметра.
7. Объясните результаты, которые Вы получили в шаге 6, и сравните их с теми результатами, которые были получены Вами в шаге 4.
Конденсатор 0, 47 мкф
8. Выберите конденсатор 0, 47 мкФ. Кратковременно коснитесь друг друга его выводами, чтобы разрядить конденсатор.
9. Установите переключатель диапазонов мультиметра на предел измерения 20МОм. Проверяйте конденсатор, прикоснувшись измерительными выводами мультиметра к выводам конденсатора, обращайте при этом внимание на эффект, который Вы можете наблюдать на жидкокристаллическом дисплее мультиметра.
10. Разрядите конденсатор, касаясь одним его выводом другого вывода в течение нескольких секунд. Затем установите переключатель диапазонов прибора на предел измерения 2 МОм. Затем снова проверьте конденсатор, касаясь измерительными выводами мультиметра выводов конденсатора. Наблюдайте за эффектом на жидкокристаллическом дисплее мультиметра.
Конденсатор 0, 01 мкф
11. Выберите конденсатор 0, 01 мкФ. Кратковременно коснитесь друг друга его выводами, чтобы разрядить конденсатор.
12. Установите переключатель диапазонов мультиметра на предел измерения 2 МОм. Коснитесь измерительными выводами мультиметра к выводам конденсатора и заметьте индикацию мультиметра. ПРИМЕЧАНИЕ: присоединяя измерительные выводы мультиметра к выводам конденсатора, избегайте контакта с Вашими пальцами.
13. Теперь разрядите конденсатор, касаясь одним его выводом другого вывода в течение нескольких секунд. На этот раз присоединяйте измерительные выводы мультиметра к выводам конденсатора, удерживая места соединений Вашими пальцами. Используйте большой и указательный палец каждой руки для прижимания соответствующего измерительного вывода к выводу конденсатора. Наблюдайте за эффектом на жидкокристаллическом дисплее мультиметра.
14. Объясните результаты, которые Вы получили в предыдущих двух шагах.
ОБЗОРНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Когда мультиметр переключается в режим омметра, что Вы тестируете?
а) напряжение,
б) ток,
в) сопротивление.
2. Когда мультиметр измеряет незамкнутый контур, на жидкокристаллическом дисплее должно считываться:
а) 0,
б) 1,
и) очень большое значение, г) очень маленькое значение.
3. При проверке конденсатора при помощи мультиметра получено показание 275 кОм. Это означает, что конденсатор:
а) хороший,
б) имеет обрыв,
в) закорочен,
г) имеет утечку.
4. Конденсатор не показывает зарядной индикации на мультиметре. Что может иметь место в подобном случае?
а) конденсатор может иметь очень маленькую величину,
б) используется низкий предел измерения сопротивления,
в) конденсатор может иметь обрыв,
г) все указанное выше,
д) ни одно из указанных выше.
5. Если Вы будете касаться пальцами выводов резистора, конденсатора или измерительных выводов мультиметра, измерения могут оказаться неправильными:
а) высказывание истинно,
б) высказывание ложно.