Zde je trochu suchých věcí, jen abyste pochopili, co je kondenzátor a obecně dělá. Kondenzátor je malá (většinou) elektrická/elektronická součástka na většině desek plošných spojů, která může vykonávat různé funkce. Když je kondenzátor umístěn v obvodu s aktivním proudem, elektrony ze záporné strany se hromadí na nejbližší desce. Negativní teče do kladného pólu – proto je záporný vodič aktivním vodičem, ačkoli mnoho kondenzátorů není polarizovaných. Jakmile je deska již nemůže udržet, jsou vytlačeny kolem dielektrika a na druhou desku, čímž se elektrony přesunou zpět do obvodu. Tomu se říká výboj. Elektrické komponenty jsou velmi citlivé na kolísání napětí, a jako takový výkonový skok může tyto drahé díly zabít. Kondenzátory upravují stejnosměrné napětí na ostatní komponenty a zajišťují tak stabilní napájení. Střídavý proud je usměrněn diodami, takže místo střídavého jsou pulsy stejnosměrného proudu od nula voltů po špičku. Když je kondenzátor z napájecího vedení připojen k zemi a stejnosměrný proud neprojde, ale jakmile impuls zaplní uzávěr, sníží tok proudu a efektivní napětí. Zatímco napájecí napětí klesne na nulu, kondenzátor začne vytékat ze svého obsahu, což vyhladí výstupní napětí a proud. Kondenzátor je proto umístěn inline do součástky, což umožňuje absorpci špiček a doplňování prohlubní, což zase udržuje konstantní napájení součásti.
Existuje velké množství různých typů kondenzátorů. Často se v obvodech používají odlišně. Příliš známé kondenzátory ve stylu kulatých plechovek jsou obvykle elektrolytické kondenzátory. Jsou vyrobeny z jednoho nebo dvou plechů oddělených dielektrikem. Dielektrikem může být vzduch (nejjednodušší kondenzátor) nebo jiné nevodivé materiály. Fólie kovové desky, oddělené dielektrikem, jsou poté srolovány podobně jako Fruit Roll-up a umístěny do plechovky. Ty fungují skvěle pro hromadné filtrování, ale při vysokých frekvencích nejsou příliš účinné.
Zde je kondenzátor, který si někteří možná ještě pamatují ze starých rádiových časů. Jedná se o vícedílný plechový kondenzátor. Tento konkrétní je quad(4) sekční kondenzátor. To znamená, že v jedné plechovce jsou čtyři samostatné kondenzátory s různými hodnotami.
Keramické diskové kondenzátory jsou ideální pro vyšší frekvence, ale není dobré provádět hromadné filtrování, protože keramické diskové kondenzátory jsou příliš velké pro vyšší hodnoty kapacity. V obvodech, kde je životně důležité udržovat stabilní zdroj napětí, je obvykle paralelně s keramickým diskovým kondenzátorem velký elektrolytický kondenzátor. Většinu práce udělá elektrolyt, zatímco malý keramický diskový kondenzátor odfiltruje vysokou frekvenci, kterou velký elektrolytický kondenzátor postrádá.
Pak jsou tu tantalové kondenzátory. Jsou malé, ale mají větší kapacitu v poměru ke své velikosti než keramické diskové kondenzátory. Ty jsou dražší, ale najdou spoustu využití na deskách plošných spojů malých elektronických zařízení.
I když nepolární, staré papírové kondenzátory měly na jednom konci černé pásy. Černý pruh označoval, který konec papírového kondenzátoru měl nějakou kovovou fólii (která fungovala jako stínění). Konec s kovovou fólií byl spojen se zemí (nebo nejnižším napětím). Hlavním účelem fóliového stínění bylo, aby papírový kondenzátor vydržel déle.
Zde je ten, který nás s největší pravděpodobností zajímá nejvíce, pokud jde o iDevices. Tyto jsou velmi malé ve srovnání s výše uvedenými kondenzátory. Jsou to krytky SMD (Surface Mount Device). I tak jsou ve srovnání s předchozími kondenzátory miniaturní, funkce je stále stejná. Jednou z důležitých věcí, vedle hodnot těchto kondenzátorů, je jejich „balení“. Existuje standardizace velikosti těchto součástí, tj. balení 0201 — 0.6 mm x 0.3 mm (0.02″ x 0.01″). Velikost pouzdra pro keramické kondenzátory SMD odpovídá stejnému pouzdru pro odpory SMD. Díky tomu je téměř nemožné pomocí vizualizace určit, zda se jedná o kondenzátor nebo rezistor. Zde je dobrý popis jednotlivých velikostí na základě čísel balení.
Testování kondenzátorů
Určení hodnoty kondenzátoru lze provést několika způsoby. Číslo jedna je samozřejmě označení na samotném kondenzátoru.
Tento konkrétní kondenzátor má kapacitu 220μF (mikrofarad) s tolerancí 20%. To znamená, že může být kdekoli mezi 176μF a 264μF. Disponuje jmenovitým napětím 160V. Uspořádání vodičů ukazuje, že se jedná o radiální kondenzátor. Oba vodiče vycházejí na jedné straně oproti axiálnímu uspořádání, kde jeden vodič vystupuje z obou stran těla kondenzátoru. Také pruh se šipkou na straně kondenzátoru označuje polaritu, šipky směřují k negativní kolík.
Nyní je zde hlavní otázka, jak zkontrolovat kondenzátor, abyste zjistili, zda je třeba jej vyměnit.
Chcete-li provést kontrolu kondenzátoru, když je stále instalován v obvodu, bude nutný měřič ESR. Pokud je z obvodu odstraněn kondenzátor, lze použít multimetr nastavený jako ohmmetr, ale pouze k provedení testu vše nebo nic. Tento test ukáže pouze to, zda je kondenzátor zcela mrtvý nebo ne. Bude ne zjistit, zda je kondenzátor v dobrém nebo špatném stavu. K určení, zda kondenzátor funguje se správnou hodnotou (kapacita), bude nutný tester kondenzátoru. To samozřejmě platí i pro určení hodnoty neznámého kondenzátoru.
Měřič použitý pro tuto Wiki je nejlevnější dostupný v každém obchodním domě. Pro tyto testy je také vhodné použít analogový multimetr. Ukáže pohyb vizuálnějším způsobem než digitální multimetr, který zobrazuje pouze rychle se měnící čísla. To by mělo umožnit komukoli provádět tyto testy, aniž by utrácel jmění za něco jako měřič Fluke.
Před testováním kondenzátor vždy vybijte, bude to šokující překvapení, pokud se tak nestane. Velmi malé kondenzátory lze vybít přemostěním obou vodičů šroubovákem. Lepší způsob, jak to udělat, by bylo vybití kondenzátoru přes zátěž. V tomto případě to zajistí aligátorové kabely a odpor. Zde je skvělá stránka ukazující, jak sestrojit vybíjecí nástroje.
Chcete-li kondenzátor otestovat pomocí multimetru, nastavte měřič tak, aby četl v rozsahu vysokých ohmů, někde nad 10k a 1m ohmů. Dotkněte se vodičů měřiče na odpovídající vodiče na kondenzátoru, červený na kladný a černý na záporný. Měřič by měl začínat na nule a poté se pomalu pohybovat směrem k nekonečnu. To znamená, že kondenzátor je v provozuschopném stavu. Pokud měřič zůstane na nule, kondenzátor se nenabíjí přes baterii měřiče, což znamená, že nefunguje.
To bude fungovat také s krytkami SMD. Stejný test s pomalu se pohybující jehlou multimetru stejným směrem.
Dalším testem, který lze na kondenzátoru provést, je test napětí. Víme, že kondenzátory ukládají na své desce potenciálový rozdíl nábojů, to jsou napětí. Kondenzátor má anodu, která má kladné napětí a katodu, která má záporné napětí. Jedním ze způsobů, jak zkontrolovat, zda kondenzátor funguje, je nabít jej napětím a poté přečíst napětí na anodě a katodě. K tomu je nutné nabít kondenzátor napětím a přivést stejnosměrné napětí na vodiče kondenzátoru. V tomto případě je polarita velmi důležitá. Pokud má tento kondenzátor kladný a záporný vývod, jedná se o polarizované kondenzátory (elektrolytické kondenzátory). Kladné napětí půjde na anodu a záporné na katodu kondenzátoru. Nezapomeňte zkontrolovat označení na kondenzátoru, který má být testován. Poté aplikujte na několik sekund napětí, které by mělo být nižší než napětí, pro které je kondenzátor dimenzován. V tomto příkladu bude 160V kondenzátor nabíjen 9V DC baterií po dobu několika sekund.
Po dokončení nabíjení odpojte baterii od kondenzátoru. Použijte multimetr a odečtěte napětí na vodičích kondenzátoru. Napětí by mělo být kolem 9 voltů. Napětí se rychle vybije na 0 V, protože se kondenzátor vybíjí přes multimetr. Pokud kondenzátor neudrží toto napětí, je vadný a měl by být vyměněn.
Nejjednodušší samozřejmě bude zkontrolovat kondenzátor měřičem kapacity. Zde je FRAKO axiální GPF 1000μF 40V s 5% tolerancí. Kontrola tohoto kondenzátoru pomocí měřiče kapacity je přímočará. Na těchto kondenzátorech je označen kladný vodič. Připojte kladný (červený) vodič z měřiče k tomu a záporný (černý) vodič k opačnému. Tento kondenzátor ukazuje 1038μF, jasně v rámci své tolerance.
Testování SMD kondenzátoru může být obtížné s objemnými sondami. Na konec těchto sond lze buď připájet jehly, nebo investovat do nějaké chytré pinzety. Preferovaným způsobem by bylo použití chytré pinzety.
Některé kondenzátory nevyžadují žádný test k určení poruchy. Pokud vizuální kontrola kondenzátorů odhalí jakékoli známky vyboulených horních částí, je třeba je vyměnit. Jedná se o nejčastější poruchu napájecích zdrojů. Při výměně kondenzátoru je nanejvýš důležité vyměnit jej za kondenzátor stejné nebo vyšší hodnoty. Nikdy nenahrazujte kondenzátorem nižší hodnoty.
Pokud kondenzátor, který má být vyměněn nebo zkontrolován, nemá žádné značky, bude nutné schéma. Níže uvedený obrázek ukazuje několik symbolů pro kondenzátory, které se používají ve schématu.
Tento výňatek ze schématu iPhone označuje symbol pro kondenzátory a také hodnoty pro tyto kondenzátory.
Tato Wiki je v podstatě jen základní informace o tom, co hledat na kondenzátoru, není v žádném případě úplná. Chcete-li se dozvědět více o kterékoli z běžných elektronických součástek, je k dispozici nepřeberné množství dobrých online i offline kurzů.
