Kondensaattorin mittaus yleismittarilla – näin testaat, onko kondensaattori rikki

Miten kondensaattori mitataan yleismittarilla?

Mittarivalmistaja Fluken ohjeessa kapasitanssin mittaus etenee seitsemässä vaiheessa:

1. Katkaise piiristä virta ja varmista yleismittarin jännitealueella (AC tai DC), että jännite on poissa.
2. Pura kondensaattori. Fluke neuvoo kytkemään 20 000 ohmin (20 kΩ), 5 watin vastuksen kondensaattorin napoihin viideksi sekunniksi ja tarkistamaan mittarilla, että varaus on purkautunut.
3. Käännä valitsin kapasitanssiasentoon ja aktivoi toiminto tarvittaessa toimintonäppäimellä mittarin ohjeen mukaan.
4. Irrota kondensaattori piiristä, jotta muut komponentit eivät vääristä tulosta.
5. Kytke mittajohdot napoihin ja pidä ne paikallaan hetki, jotta mittari ehtii valita mittausalueen.
6. Lue tulos. OL tarkoittaa, että arvo on mittausalueen yläpuolella tai kondensaattori on viallinen.
7. Pienillä arvoilla käytä relative- eli nollaustoimintoa, joka vähentää mittajohtojen oman kapasitanssin tuloksesta.

Elektrolyyttikondensaattorissa on merkitty napaisuus: kytke punainen johto plus- ja musta miinusnapaan. Suurten kondensaattorien mittaus kestää pidempään, koska mittari lataa kondensaattoria mittauksen aikana.

Miksi kondensaattori pitää purkaa ennen mittausta?

Kondensaattori voi säilyttää varauksen vielä sen jälkeen, kun laite on irrotettu verkosta. Esimerkiksi virtalähteiden suodatinkondensaattoreissa ja moottorien käyttökondensaattoreissa jäännösjännite voi olla vaarallinen. Purkaminen suojaa myös mittaria, koska ladattu kondensaattori voi vaurioittaa kapasitanssialuetta.

Fluken ohjeen 20 kΩ:n ja 5 W:n vastus purkaa varauksen hallitusti. Oikosulkeminen ruuvimeisselillä aiheuttaa kipinän ja voi vaurioittaa sekä kondensaattoria että työkalua. Tarkista purun jälkeen jännite DC-alueella ja siirry kapasitanssialueelle vasta, kun lukema on nollassa.

Mistä tietää, että kondensaattori on rikki?

Fluken mukaan viallinen kondensaattori voi olla oikosulussa, avoin tai fyysisesti heikentynyt, ja heikkeneminen näkyy myös kapasitanssiarvon muutoksena. Vertaa lukemaa kondensaattorin kylkeen merkittyyn nimellisarvoon ja toleranssiin:

Elektrolyyttikondensaattoreiden toleranssi on tyypillisesti ±20 %, kalvokondensaattoreiden usein ±5 % tai ±10 %. Tavallinen kapasitanssimittaus ei kerro kondensaattorin sisäisestä sarjaresistanssista eli ESR:stä. Vanha elektrolyyttikondensaattori voi näyttää oikeaa kapasitanssia mutta toimia silti huonosti, jos ESR on kasvanut, ja sen mittaamiseen tarvitaan ESR-mittari tai komponenttitesteri.

Näin luet kondensaattorin merkinnät

Mittaustulosta ei voi tulkita, ellei tiedä, mitä kondensaattorin pitäisi olla. Isoissa elektrolyyttikondensaattoreissa arvo on yleensä kirjoitettu suoraan, esimerkiksi 470 µF 25 V. Pienissä keraamisissa ja kalvokondensaattoreissa käytetään kolminumeroista koodia:

• Kaksi ensimmäistä numeroa ovat arvon numerot ja kolmas kertoo nollien määrän pikofaradeina. 104 = 10 × 10 000 pF = 100 000 pF = 100 nF = 0,1 µF.
• Esimerkiksi 472 = 4 700 pF = 4,7 nF ja 225 = 2 200 000 pF = 2,2 µF.
• Koodin perässä oleva kirjain kertoo toleranssin: J = ±5 %, K = ±10 % ja M = ±20 %.
• Jännitemerkintä (esimerkiksi 25 V tai 400 V) on suurin sallittu käyttöjännite. Vaihtokondensaattorin jännitteen pitää olla vähintään sama kuin alkuperäisen.
• Elektrolyyttikondensaattorin kyljessä oleva raita ja lyhyempi jalka osoittavat yleensä miinusnavan.

Moottorikondensaattorin kyljessä on tavallisesti kapasitanssi, toleranssi ja käyttöjännite, esimerkiksi 4 µF ±5 % 450 V. Näillä tiedoilla mittaustulosta voi verrata suoraan sallittuun vaihteluväliin.

Kondensaattorin testaus ilman kapasitanssialuetta

Jos mittarissa ei ole kapasitanssialuetta, karkean testin voi tehdä vastusalueella. Mittari syöttää pientä virtaa, joka lataa kondensaattoria:

• Ehjä kondensaattori: lukema alkaa pienestä ja kasvaa, kunnes näytössä on OL. Suurella kondensaattorilla nousu kestää kauemmin.
• Oikosulku: lukema jää lähelle nollaa.
• Avoin kondensaattori: näytössä on OL heti, eikä lukema liiku lainkaan.

Testi on laadullinen: se paljastaa oikosulun ja katkoksen, mutta ei kerro kapasitanssia. Hyvin pienillä, pikofaradiluokan kondensaattoreilla latautumista ei ehdi nähdä. Pura kondensaattori ennen jokaista uusintamittausta. Piirilevyn muiden komponenttien arvojen lukemisesta kerron vastusten värikoodit -oppaassa.

Voiko kondensaattorin mitata piirissä?

Voi, mutta tulos on epävarma. Rinnalla olevat vastukset, kondensaattorit ja puolijohteet vaikuttavat lukemaan, ja siksi Fluke neuvoo irrottamaan kondensaattorin piiristä. Piirilevyllä riittää usein, että juotat toisen jalan irti.

Jos piirissä mitattu arvo on selvästi nimellisarvoa suurempi, syynä on todennäköisesti rinnakkainen kondensaattori. Jos arvo on epäilyttävän pieni tai lukema heittelee, irrota komponentti ja mittaa uudelleen. Muista, että sama purku ja jännitteen tarkistus koskee myös piirissä olevaa kondensaattoria.

Moottorin käynnistys- ja käyttökondensaattorin mittaus

Yksivaiheinen sähkömoottori tarvitsee kondensaattorin, joka luo käämien välille vaihe-eron ja saa moottorin käynnistymään. Käynnistyskondensaattori on kytkettynä vain käynnistyksen ajan, käyttökondensaattori koko käytön ajan. Tyypillisiä kohteita ovat pumppujen, puhaltimien, kompressorien ja pesukoneiden moottorit.

Viallisen moottorikondensaattorin tunnistaa usein siitä, että moottori hurisee mutta ei lähde pyörimään, käynnistyy vain avustettuna tai käy tavallista hitaammin. Mittaa kapasitanssi ja vertaa kondensaattorin kylkeen merkittyyn arvoon. Jos merkintä on esimerkiksi 4 µF ±5 %, hyväksyttävä alue on 3,8–4,2 µF.

Moottorikondensaattori on kytketty verkkojännitteeseen, joten se puretaan aina ennen mittausta. Jos vika on kalliissa laitteessa, korjauksen ja uuden laitteen kustannuksia voi vertailla laina- ja säästölaskureilla. Laitteen virrankulutuksen ja käyttökulujen arvioinnissa auttaa kodinkoneiden sähkönkulutuslaskuri.

Saako kondensaattorin vaihtaa itse?

Mittaaminen on eri asia kuin korjaaminen. Sähköturvallisuuslain (1135/2016) 53 §:n mukaan sähkötyötä ovat sähkölaitteen korjaus- ja huoltotyöt. Lain 56 § luettelee maallikkotyöt, joissa 55 §:n sähkötöiden tekemisen edellytyksistä voidaan poiketa. Ne ovat:

• enintään 250 voltin asennusrasioiden peitekansien irrotus ja kiinnitys sekä yksivaiheisten pistotulppien, liitosjohtojen, jatkojohtojen ja sisustusvalaisimien asennus-, korjaus- ja huoltotyöt
• sähkötyöt laitteistoissa, joiden nimellisjännite on enintään 50 V vaihtojännitettä tai 120 V tasajännitettä
• omaan käyttöön rakennettujen sähkölaitteiden korjaaminen, kun se liittyy sähköalan harrastustoimintaan.

Tukesin mukaan sähkötöitä saavat yleensä tehdä vain sähköalan ammattilaiset, joilla on töihin asianmukaiset oikeudet. Paristo- ja pienjännitelaitteiden kondensaattorit voit siis vaihtaa itse, samoin itse rakentamasi harrastelaitteen, mutta esimerkiksi pesukoneen tai ilmalämpöpumpun verkkojännitteisen moottorikondensaattorin vaihto kuuluu sähköalan ammattilaiselle.

Mikä on kondensaattorin ja akun ero?

Kapasitanssin yksikkö on faradi. Tavalliset kondensaattorit ovat pikofaradeista millifaradeihin: 1 µF on 1 000 nF ja 1 000 000 pF. Superkondensaattoreissa kapasitanssi voi olla faradeja tai jopa tuhansia faradeja, mutta niidenkin energiatiheys on akkua pienempi.

Jännitteen, virran ja tehon väliset laskut onnistuvat teho-, jännite- ja virtalaskurilla. Muut arjen ja talouden laskurit löydät Finaron laskurisivulta.

Millainen yleismittari kondensaattorin mittaukseen?

Kondensaattorin mittaukseen tarvitset yleismittarin, jossa on kapasitanssialue. Tarkista mittarin ohjeesta suurin mitattava kapasitanssi: jos mittaat moottori- tai suodatinkondensaattoreita, alueen pitää yltää satoihin tai tuhansiin mikrofaradeihin. Automaattinen alueen valinta helpottaa, koska mittari valitsee alueen itse.

Relative-toiminto on hyödyllinen pienissä arvoissa, ja erillinen ESR-mittari tai komponenttitesteri kertoo elektrolyyttikondensaattorin kunnosta enemmän kuin pelkkä kapasitanssi. Jännitemittaus kuuluu jokaisen mittauksen alkuun, joten mittarin AC- ja DC-jännitealueiden pitää riittää mitattavan laitteen jännitteille.