در این آموزش، نحوه تست خازن و بررسی اینکه آیا خازن به درستی کار می‌کند یا معیوب است را خواهیم دید. خازن یک جز از قطعات الکترونیکی/الکتریکی است که انرژی را به صورت شارژ الکتریکی ذخیره می‌کند. خازن‌ها اغلب در تابلوهای مدار الکترونیکی یا وسایل برقی استفاده می‌شوند و عملکردهای مختلفی را انجام می‌دهند. برای خرید خازن و اطلاع از قیمت آن، به فروشگاه اینترنتی دیجی قطعه مراجعه کنید.
فهرست مطالب
روش تست خازن
هنگامی که یک خازن در یک مدار فعال قرار می‌گیرد (مداری با جریان فعال)، بار شروع به جمع شدن در خازن می‌کند (در یکی از صفحه‌های آن) و هنگامی که صفحه خازن دیگر نمی‌تواند شارژ بیشتری را بپذیرد، این بدان معنی است خازن کاملاً شارژ شده است.
حال، اگر مدار این شارژ را بخواهد (مثلاً مانند یک خازن بای پس)، خازن بار را دوباره به مدار رها می‌کند و تا زمانی که شارژ کاملاً آزاد شود یا مدار از درخواست متوقف شود، ادامه می‌یابد. این عمل به عنوان شارژ و تخلیه خازن نامیده می‌شود.
اساساً می‌توان خازن‌ها را به خازن‌های الکترولیتی و غیر الکترولیتی طبقه‌بندی کرد. مانند همه اجزای الکتریکی و الکترونیکی، یک خازن نیز به سنبله حساس است و چنین نوسانات ولتاژ می‌تواند به طور دائمی به خازن‌ها آسیب برساند.
خازن الکترولیتی اغلب به دلیل تخلیه جریان بیشتر در مدت زمان کوتاهی خراب می‌شود یا به دلیل خشک شدن با گذشت زمان نمی‌تواند شارژ را نگه دارد. از طرف دیگر خازن‌های غیر الکترولیتی به دلیل نشتی خراب می‌شوند.
روش‌های مختلفی وجود دارد که آزمایش می‌کند خازن به درستی کار می‌کند یا خیر. اجازه دهید برخی از روش‌های تست خازن را مشاهده کنیم.
چطور خازن را تخلیه کنیم؟
قبل از ادامه کار و بررسی روش‌های مختلف تست خازن، بیایید چگونگی تخلیه خازن را بررسی نماییم. این بسیار مهم است زیرا خازن‌ها حتی در صورت قطع شدن منبع تغذیه نیز می‌توانند شارژ را نگه دارند. اگر خازن به درستی تخلیه نشود و اگر به طور اتفاقی لبه‌های خازن را لمس کنید، از بدن شما تخلیه می‌شود و باعث برق گرفتگی می‌شود.
دو روش وجود دارد که می‌توانید خازن را تخلیه کنید. یک آموزش اختصاصی در مورد نحوه تخلیه خازن وجود دارد، اما فعلاً بگذارید هر دو روش را به طور خلاصه مرور کنیم.
تخلیه با استفاده از پیچ گوشتی
هشدار: این روش ترجیح داده نمی‌شود (به خصوص اگر مبتدی باشید) زیرا هنگام تخلیه جرقه‌هایی ایجاد می‌شود که ممکن است باعث سوختگی یا آسیب دیگری شود. از این روش به عنوان آخرین چاره استفاده کنید.
اگر خازن در مدار است (روی PCB)، آنرا به درستی لحیم کنید و مطمئن شوید که به پایانه‌های خازن دست نزنید. حالا یک پیچ گوشتی عایق‌بندی شده (با دسته بلندتر) بردارید و آن را در یک دست بگیرید. از طرف دیگر خازن را بگیرید و قسمت فلزی پیچ گوشتی را به هر دو ترمینال خازن لمس کنید.
جرقه‌هایی را مشاهده خواهید کرد و صدای ترک خوردگی را به عنوان نشانه‌ای از تخلیه الکتریکی می‌شنوید. چند بار تکرار کنید تا مطمئن شوید خازن کاملاً تخلیه شده است.
تخلیه خازن استفاده از مقاومت در برابر تخلیه
اکنون، یک روش ایمن برای تخلیه خازن مشاهده خواهیم کرد. این روش اغلب در منابع تغذیه و سایر مدارهای مشابه مورد استفاده قرار می‌گیرد که در آن یک مقاومت، معروف به مقاومت بلیدر، به موازات خازن خروجی قرار می‌گیرد تا وقتی خاموش است، شارژ باقیمانده خازن از طریق این مقاومت تخلیه می شود .
یک مقاومت بزرگ (معمولاً چند کیلو اهم) با درجه قدرت بالا (مانند 5 وات) بگیرید و آن را از طریق پایانه‌های خازن متصل کنید. به جای اتصال مستقیم، می‌توانید از سیم‌هایی با گیره‌های تمساح در دو انتهای آن استفاده کنید. خازن به آرامی تخلیه می‌شود و می توانید ولتاژ را روی پایانه‌های خازن با یک مولتی‌متر کنترل کنید.
به عنوان مثال، فرض کنید ما یک خازن 1000 μF با درجه 50 ولت داریم و می‌خواهیم این خازن را تا 1 ولت تخلیه کنیم. با استفاده از یک مقاومت 1KΩ، تخلیه خازن تقریباً 4 ثانیه طول می‌کشد. همچنین، میزان قدرت مقاومت باید حداقل 2.5 وات باشد.
توجه: مقاومت‌های با قدرت بالا معمولاً در مقایسه با مقاومت‌های معمولی (1/4 وات یا 1/2 وات) گران هستند.
روش تست خازن با مولتی متر با تنظیم ظرفیت
این یکی از ساده ترین، سریع‌ترین و دقیق‌ترین روش تست خازن است. برای این منظور، ما به یک مولتی‌متر دیجیتال با ویژگی متر ظرفیت نیاز داریم. بیشتر مولتی‌مترهای دیجیتال متوسط و سطح بالا این قابلیت را دارند. اگر برای تست خازن مطمئن نیستید که چه مولتی متری مناسب شماست پیشنهاد می کنیم عبارت خرید مولتی متر را در گوگل جستجو کرده تا با راهنمایی مشاوران ما در دیجی قطعه بهترین مولتی متر را به شما معرفی کنند.
ظرفیت‌سنج در مولتی‌مترهای دیجیتال اغلب ظرفیت خازن را نشان می‌دهد اما چند متر پارامترهای دیگری مانند ESR، نشت و غیره را نشان می‌دهد.
برای تست خازن با استفاده از دیجیتال مولتی‌متر با ظرفیت سنج ، می‌توان مراحل زیر را دنبال کرد.
خازن را از صفحه مدار جدا کرده و کاملاً تخلیه کنید.
اگر درجه خازن بر روی بدنه آن قابل مشاهده است، آن را یادداشت کنید. معمولاً ظرفیت موجود در فاراد (اغلب میکرو فاراد) همراه با درجه ولتاژ روی بدنه چاپ می‌شود.
در مولتی‌متر دیجیتال، دکمه اندازه‌گیری ظرفیت را تنظیم کنید.
پروب‌های مولتی‌متر را به پایانه‌های خازن متصل کنید. در صورت وجود خازن قطبی، پروب قرمز را به ترمینال مثبت خازن (به طور کلی، سرب بلندتر) و پروب سیاه را به ترمینال منفی متصل کنید (معمولاً علامت‌گذاری در کنار آن وجود دارد). در صورت خازن غیر قطبی، آن را به هر دو طرف متصل کنید زیرا قطبی ندارند.
اکنون، خواندن‌ها را در مولتی‌متر دیجیتال بررسی کنید. اگر قرائت‌های مولتی‌متر به مقادیر واقعی نزدیک‌تر باشد (ذکر شده در خازن)، می‌توان خازن را به عنوان یک خازن خوب در نظر گرفت.
اگر اختلاف بین مقدار واقعی و میزان اندازه‌گیری به طور قابل توجهی زیاد است (یا گاهی اوقات صفر است)، باید خازن را جایگزین کنید زیرا یک خازن است.
با استفاده از این روش می‌توان خازن‌های مختلف از چند نانو فاراد تا چند صد صفر میکرو فاراد ظرفیت را اندازه‌گیری کرد.
تست خازن با استفاده از مولتی متر بدون تنظیم ظرفیت
اکثر مولتی‌مترهای کم هزینه و ارزان دیجیتال شامل ظرفیت‌سنج یا تنظیمات ظرفیت نیستند. حتی با استفاده از این مولتی‌مترها می‌توان یک خازن را آزمایش کرد.
خازن را از مدار یا برد خارج کرده و از تخلیه کامل آن اطمینان حاصل کنید.
مولتی‌متر را برای اندازه‌گیری مقاومت تنظیم کنید، یعنی دکمه را روی اهم یا تنظیمات مقاومت قرار دهید. اگر چندین محدوده اندازه‌گیری مقاومت وجود دارد (در یک مولتی‌متر دستی) ، دامنه بالاتری را انتخاب کنید (اغلب 20 KΩ تا 200 KΩ).
پروب‌های مولتی‌متر را به لبه‌های خازن متصل کنید (در صورت خازن‌های قطبی قرمز به مثبت و سیاه به منفی).
مولتی‌متر دیجیتال قرائت مقاومت بر روی صفحه نمایش را نشان می‌دهد و به زودی مقاومت یک مدار باز (بی نهایت) را نشان می‌دهد. به خوانی که برای آن مدت کوتاه نمایش داده شده است توجه داشته باشید.
خازن را از مولتی‌متر جدا کرده و آزمایش را چندین بار تکرار کنید.
هرگونه آزمایش باید نتیجه مشابهی را در صفحه نمایش برای یک خازن خوب نشان دهد.
اگر در آزمایش‌های بعدی تغییری در مقاومت ایجاد نشود، خازن مرده است.
این روش تست خازن ممکن است دقیق نباشد اما می‌تواند بین خازن‌های خوب و بد تفاوت قائل شود. این روش همچنین ظرفیت خازن را نمی‌دهد.
تست خازن با اندازه گیری زمان ثابت
این روش فقط در صورت مشخص بودن مقدار خازن قابل استفاده است و اگر بخواهیم خوب یا خاموش بودن خازن را آزمایش کنیم. در این روش، زمان ثابت خازن را اندازه‌گیری می‌کنیم و ظرفیت را از زمان اندازه‌گیری شده استخراج می‌کنیم. اگر خازن اندازه‌گیری شده و ظرفیت واقعی مشابه باشد، خازن خوب است.
توجه: اسیلوسکوپ ابزاری بهتر از مولتی‌متر برای این روش خواهد بود.
زمان ثابت خازن به زمانی گفته می‌شود که خازن برای شارژ کردن به 63.2٪ ولتاژ اعمال شده هنگام شارژ از طریق یک مقاومت شناخته شده نیاز دارد. اگر C ظرفیت باشد، R یک مقاومت شناخته شده است، سپس Time Constant TC (یا الفبای یونانی Tau – τ) توسط τ = RC داده می‌شود.
ابتدا اطمینان حاصل کنید که خازن از برد جدا شده و به درستی تخلیه شده است.
یک مقاومت شناخته شده (معمولاً یک مقاومت 10 KΩ) را به صورت سری با خازن وصل کنید.
با اتصال منبع تغذیه ولتاژ شناخته شده مدار را کامل کنید.
منبع تغذیه را روشن کرده و مدت زمان شارژ خازن را تا 63.2٪ ولتاژ تغذیه اندازه‌گیری کنید. به عنوان مثال، اگر ولتاژ تغذیه 12 ولت باشد، 63.2 درصد از این مقدار در حدود 7.6 ولت است.
از این زمان و مقاومت، خازن را اندازه‌گیری کرده و آن را با مقداری که روی خازن چاپ شده مقایسه کنید.
اگر شبیه یا تقریباً برابر باشند، خازن به درستی کار می‌کند. اگر اختلاف زیاد است، باید خازن را تعویض کنیم.
زمان تخلیه نیز قابل محاسبه است. در این حالت می‌توان زمان تخلیه خازن تا 36.8٪ ولتاژ پیک را اندازه‌گیری کرد.
تست خازن با ولت متر ساده
تمام خازن‌ها با حداکثر ولتاژ قابل استفاده هستند. برای این روش تست خازن، از درجه ولتاژ خازن استفاده خواهیم کرد.
خازن را از صفحه یا مدار خارج کرده و به درستی تخلیه کنید. در صورت تمایل می توانید فقط یک لید را از مدار خارج کنید.
به دنبال درجه ولتاژ خازن باشید. معمولاً به صورت 16 ولت، 25 ولت، 50 ولت و غیره ذکر می‌شود. این حداکثر ولتاژی است که خازن می‌تواند تحمل کند.
اکنون، نوارهای خازن را به منبع تغذیه یا باتری وصل کنید اما ولتاژ باید کمتر از حداکثر درجه‌بندی باشد. به عنوان مثال، در یک خازن با حداکثر درجه ولتاژ به عنوان 16 ولت، می‌توانید از یک باتری 9 ولت استفاده کنید.
اگر منبع تغذیه نیمکت دارید، می‌توانید ولتاژی را تنظیم کنید که کمتر از ولتاژ نامی خازن باشد.
مثلاً 4 – 5 ثانیه خازن را برای مدت کوتاهی شارژ کنید و منبع تغذیه را جدا کنید.
مولتی‌متر دیجیتال را روی تنظیمات ولت متر DC تنظیم کنید و ولتاژ خازن را اندازه بگیرید. ترمینال‌های مناسب ماژول ولت‌متر و خازن را وصل کنید.
میزان ولتاژ اولیه در مولتی‌متر باید نزدیک به ولتاژ ارائه شده در یک خازن خوب باشد. اگر اختلاف زیاد باشد، خازن یک عدد معیوب است.
فقط خواندن اولیه در مولتی‌متر باید در نظر گرفته شود زیرا مقدار به آرامی پایین می‌آید. این طبیعی است.
تست خازن با مولتی متر آنالوگ (متر AVO)
مولتی‌مترهای آنالوگ، مانند مولتی‌مترهای دیجیتال، می‌توانند مقادیر مختلفی مانند جریان (A)، ولتاژ (V) و مقاومت (O) را اندازه‌گیری کنند. به منظور تست خازن با استفاده از مولتی‌متر آنالوگ، قصد داریم از قابلیت اهم متر آن استفاده کنیم.
طبق معمول خازن را جدا کرده و تخلیه کنید. شما می‌توانید یک خازن را فقط با کوتاه کردن لیدها تخلیه کنید (بسیار خطرناک – مراقب باشید) اما یک راه آسان استفاده از یک بار مانند یک مقاومت با ولتاژ بالا یا یک LED است.
مولتی متر Analog را در موقعیت اهم متر قرار دهید و اگر چندین محدوده وجود دارد، دامنه بالاتر را انتخاب کنید.
مسیرهای خازن را به پروب‌های مولتی متر وصل کرده و قرائت‌ها را روی مولتی‌متر مشاهده کنید.
برای یک خازن خوب، مقاومت در ابتدا کم است و به تدریج افزایش می‌یابد.
اگر مقاومت در همه حال کم باشد، خازن یک خازن کوتاه است و ما باید آن را تعویض کنیم.
اگر حرکت سوزن وجود نداشته باشد یا مقاومت همیشه مقدار بالاتری نشان دهد، خازن یک خازن باز است.
این آزمایش را می‌توان هم از طریق خازن‌های نصب شده روی سوراخ و هم از طریق سطح نصب کرد.
کوتاه کردن سرب خازن (روش سنتی؛ فقط برای افراد حرفه‌ای)
روشی که در اینجا شرح داده شده یکی از قدیمی‌ترین روش‌ها برای تست خازن و بررسی خوب یا بد بودن آن است.
هشدار: این روش بسیار خطرناک است و فقط برای افراد حرفه‌ای است. برای تست خازن باید به عنوان آخرین گزینه استفاده شود.
ایمنی: این روش با توجه به منبع تغذیه 230 ولت شرح داده شده است. اما به دلایل ایمنی، می‌توان از منبع تغذیه 24 ولت DC استفاده کرد. حتی با 230 ولت جریان متناوب، برای محدود کردن جریان نیاز به استفاده از یک مقاومت سری (توان بالای وات) داریم.
خازن مورد آزمایش باید از مدار خود جدا شده و به درستی تخلیه شود.
اتصالات خازن را به ترمینال منبع متصل کنید. برای 230 ولت جریان متناوب، فقط باید از خازن‌های غیر قطبی استفاده شود. برای 24 ولت DC می‌توان از هر دو خازن قطبی و غیر قطبی استفاده کرد اما با اتصال مناسب برای خازن‌های پلاریزه.
منبع تغذیه را برای مدت زمان بسیار کوتاهی روشن کنید (معمولاً 1 ثانیه تا 5 ثانیه) و سپس آن را خاموش کنید. اتصالات خازن را از منبع تغذیه جدا کنید.
با استفاده از یک تماس فلزی، پایانه‌های خازن را کوتاه کنید. اطمینان حاصل کنید که به درستی عایق‌بندی شده‌اید.
از جرقه حاصل از خازن می‌توان برای تعیین وضعیت خازن استفاده کرد. اگر جرقه بزرگ و قوی باشد، خازن در وضعیت خوبی قرار دارد.
اگر جرقه کوچک و ضعیف باشد، باید خازن را تعویض کنید.
از این روش می‌توان برای خازن‌هایی با ظرفیت خازنی کمتر استفاده کرد. این روش فقط می‌تواند تعیین کند که خازن می‌تواند شارژ را نگه دارد یا خیر.
روش تست خازن بدون مولتی متر
در این روش برای تست خازن از اتصال کوتاه استفاده می کنیم. در برخی شرایط، وضعیت خازن الکترولیتی را تنها درصورتی می توان بدون مولتی متر یا اهم متر بررسی کرد که منبع ولتاژ مناسبی در دسترش داشته باشیم. خازن 1-2 ثانیه شارژ می شود. سپس لازم است تا کانکت ها را با یک پیچ گوشتی فلزی ببندید. یک خازن سالم و در حال کار باید یک جرقه روشن داشته باشد. اگر این جرقه کمرنگ باشد یا اصلا قابل توجه نباشد، نتیجه می گیریم که خازن معیوب است و شارژ را به خوبی نگه نمی دارد.
