Как убрать остаточное напряжение с конденсатора

Какими методами можно разрядить конденсатор

Ни один бытовой электронный прибор не работает вечно. Время от времени они требуют своевременного обслуживания или даже ремонта. Все мастера гарантийных сервисных мастерских хорошо знают, что перед началом ремонта и осмотра платы необходимо провести разряд конденсатора. В них даже после отключения прибора от сети неизбежно скапливается запас электрической энергии до 330 Вольт. О том, как эту операцию провести быстро и безопасно своими руками в этом материале.

Как он работает

Если разобрать конденсатор, то его устройство довольно простое. Это два электрода разделенные диэлектрическим материалом:

• воздухом;
• керамическим материалом;
• импрегнированной бумагой.

В качестве электродов выступают обкладки конденсатора. Именно в них происходит процесс накопления электрической энергии с того момента как на обкладки подается напряжение. Если напряжение не подается, то под действием электростатического притягивания, накопленная энергия сохраняется на обкладках конденсатора.

Кондёры постоянного типа разделяют на:

1. Плёночные. Состоят из трехслойной пленки по схеме электрод-диэлектрик-электрод. Плёнка сворачивается и ее помещают в корпус. Имеют широкое применение в электрических схемах приборов бытового назначения.
2. Керамические. Состоят из керамических пластинок с металлическими электродами. Чтобы их разрядить, лучше применять нагрузку с большим сопротивлением.

За единицу емкости этого элемента принято считать фарад. То есть если у кондёра емкость в 1 фараду, то он способен сгенерировать 1 вольт.

В электронике и электротехнике используются элементы, емкость которых может измеряться:

• пикофарадами;
• нанофарадами;
• микрофарадами;
• миллифарадами.

Та емкость, которая указана на корпусе элемента это номинал, который практически получить невозможно. Поэтому на конденсаторе указан процентный допуск его емкости. Это надо понимать как процентное отклонение реального значения от номинального.

Как разряжать правильно

Для того чтобы узнать, как правильно разрядить конденсатор надо иметь ввиду все те параметры, которые присуще конкретному элементу, а именно

• Номинальную емкость;
• Допуски по емкости;
• Допустимое переменное напряжение;
• Потери в диэлектрике;
• Температурный коэффициент;
• Разрешенная импульсная нагрузка;
• Номинальная мощность;
• Частота.

Самый главный параметр, для безопасной разрядки этого электронного элемента — емкость.

Сначала лучше проверить

Для начала этот элемент нужно обесточить. Понятно, что не надо именного его лишать источника питания. Достаточно отключить электроприбор и отсоединить вилку от розетки. Если подойти к этому вопросу кардинально, то для безопасности можно на распредщитке отключить все автоматические выключатели, отвечающие за подачу электричества в помещение.

Теперь нам нужен специальный прибор — мультиметр, чтобы узнать заряжен ли конденсатор.

1. Выбираем режим для измерения напряжения DC (постоянного тока).
2. Ручку прибора выставляем на максимальный уровень замера напряжения.
3. Щупы мультиметра подсоединяем к контактам электронного компонента. Из него, как правило, выступают два стержня. Вот именно к ним и нужно присоединить оба щупа детектора. Прижимать нужно достаточно плотно, чтобы на дисплее прибора появились цифровые показания. Нет никакой разницы, какой щуп подводить к какому контакту. Полученное значение получится одинаковым в обоих случаях.

Нам нужно понять какое напряжение на выводах элемента. В зависимости от показаний выбирается и способ разрядки:

1. Если показания меньше 10 вольт необходимости в разрядке нет.
2. Если на дисплее замеры в пределах 10–99 вольт, разрядить можно отверткой.
3. Если значения от 100 вольт и выше рекомендуется применить разрядное устройство.

Важно! Не прикасайтесь голыми руками к выводам — остаточное напряжение может нанести удар током или ожог.

Разряжаем отверткой

ВНИМАНИЕ! Разряжать отверткой можно только конденсаторы небольшой ёмкости и с безопасным напряжением. Запрещено разряжать конденсатор, подключенный к источнику питания.

Для начала нам нужна подходящая отвертка с изолирующей рукояткой. Как правило, рукоятки выполнены из резины или пластика. Оба материала способны создать безопасный барьер между рукой металлической частью отвертки.

Если нет уверенности в том, что у вас именно изолирующая отвертка, рекомендуется купить новую, на которой есть логотип с предельно допустимым напряжением.

Такие инструменты продаются в отделах электротоваров в любом хозяйственном отделе. Подойдёт как плоская, так и крестовая отвертка.

Теперь сам процесс разряда.

• Возьмите элемент одной рукой у основания, не сильно сжимая;
• На оба вывода положить отвертку;
• Будет слышен звук разряда и небольшое искрение.

Держите отвертку так, чтобы она касалась обеих ножек одновременно, только тогда процесс разряда произойдёт нормально.

Для контроля можно замкнуть выводы отверткой еще раз.

Проверить степень разрядки можно все тем же мультиметром.

Разрядное устройство своими руками

Перед тем как измерить емкость, проверить кондёры на пробой или утечку, или если нужна замена несправного элемента необходимо его разрядить. Особенно актуально сделать правильный разряд у высоковольтных радиодеталей большой емкости. Накопленная энергия может сохраняться длительное время и неправильный демонтаж или хранение может нести угрозу для жизни.

Для безопасной разрядки высоковольтных конденсаторов можно собрать недорогое, простое в реализации электронное устройство. Оно разряжает вполне эффективно и безопасно.

Посмотрим на его принципиальную схему:

Напряжение с высоковольтного конденсатора поступает на гасящий резистор R1 и далее уходит на диодный ограничитель напряжения двустороннего типа.

Сам диодный ограничитель из двух параллельных цепочек диодов D1-D3 и D4-D6. Это сделано для того чтобы от любого диода в цепи снять напряжение порядка 2 вольт для работы светодиодных индикаторов D7, D8. Поступающий ток на светодиоды ограничивается резистором R2.

Светодиод запускает процесс разряда высоковольтного конденсатора до безопасного напряжения порядка двух вольт.

На процесс разряда может потребоваться некоторое время от 10 сек. и больше. Время разряда зависит от емкости подключенного кондёра и, какое остаточное напряжение в нем оставалось.

Как только светодиод потухнет можно провести окончательный разряд, с помощью отвертки закоротив выводы радиодетали.

Схема вполне работоспособна.

Всю плату можно собрать самостоятельно и поместить в пластиковый корпус.

Советы и предупреждения

1. После того как процесс разряда завершен можно обернуть его выводы фольгой, чтобы эта радиодеталь оставалась разряженной.
2. Все конденсаторы со временем могут разрядиться сами через несколько дней, при условии, что они не подключены к внешним источникам питания. Но всегда лучше считать, что они находятся в заряженном состоянии и контрольная разрядка будет совсем не лишней.
3. Необходимо постоянно помнить, что крупные радиодетали, коммутирующие электроэнергию, очень опасны. Для работы с такими радиодеталями требуются профессиональные навыки.
4. При работе с электрическими устройствами всегда необходимо соблюдать меры предосторожности.

Заключение

Из этого краткого описания способов разрядки конденсаторов видно, что небольшие по емкости радиодетали легко разрядить с помощью отвертки, но для разряда конденсатора больших ёмкостей лучше собрать специальную разрядную станцию и пользоваться только ею. Но в любом случае перед работой с кондёрами большой емкости рекомендуется проверить состояние заряда, а от полученных показаний этой радиодетали выбирается способ его разряда.

Видео по теме

Источник

Безопасная разрядка конденсатора

В настоящее время нас окружает огромное количество электронного оборудования, неотъемлемой частью которых являются конденсаторы. Они присутствуют в любом электронном оборудовании (специального назначения) и бытовых электрических приборах (общего назначения). Подключаясь к источнику энергии конденсаторы запасают электрический заряд в целях питания различных устройств или как источник заряда.

При этом необходимо учитывать, что до того, как разбирать или ремонтировать устройство, в обязательном порядке разряжают конденсатор, так как резкое увеличение силы тока, может привести к короткому замыканию не разряженного конденсатора. Это повлечет за собой повреждение части или всех элементов схемы, приведет к удару электрическим током, возгоранию или взрыву.

Причем размер негативных результатов прямо пропорционален емкости и напряжению конденсатора. Поэтому для извлечения конденсатора из цепи необходимо его разрядить.

Ниже приведены основные критерии, на которые нужно обращать внимание при разрядке конденсатора, а также общий порядок действий для простейших ситуаций.

Как работает конденсатор

Если возникает вопрос, как устроен конденсатор, то состоят они из двух электродов (металлических пластин, называемых «обкладки») с расположенным между ними диэлектрическим поляризованным изолятором, в качестве которого должен выступать материал, не проводящий или слабо пропускающий электрический ток (вакуум, керамика, определенные газы, жидкости или твердые материалы).

Применяют электрические конденсаторы для накопления заряда. Когда напряжение поступает на электроды, происходит наращивание электрического заряда, притом на разных пластинах они имеют равную величину, но с противоположным потенциалом. После отсоединения источника питания формируется электрический заряд конденсатора в результате электростатического притяжения.

Есть значительное количество видов с разделением на подвиды. Первичный принцип деления конденсаторов определяется диэлектриком, которым определяются технические характеристики: емкость конденсатора и её стабильность, сопротивление изоляции, величина потерь и прочее.

Различают следующие виды конденсаторов:

• вакуумные;
• с газообразным диэлектриком;
• с жидким диэлектриком;
• с твёрдым неорганическим диэлектриком (стекло, керамика и пр.);
• с твёрдым органическим диэлектриком/твердотельные (бумага и пр.);
• электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы;
• комбинированные.

Конденсаторы также можно классифицировать по возможности изменения ёмкости. Подавляющее большинство конденсаторов с постоянной ёмкостью, которая снижается со временем по естественным причинам.

Существуют конденсаторы, позволяющие регулировать емкость механически, температурой или через электрическое напряжение. В третьем типе конденсаторов ёмкость регулируется незначительно разово или периодически, но не меняется в процессе использования.

Каждый из типов таких устройств имеет свою специфическую область применения. Безопасная разрядка конденсатора в числе прочего определяется его конструктивными особенностями. Например, интегральная схема содержит керамический конденсатор (керамические пластины, на которых закреплены электроды).

Для разрядки таких конденсаторов необходимо применять нагрузку со значительным размером сопротивления.

Параметры конденсаторов

Для понимания того, как разрядить конденсатор, нужно ознакомиться с данными указанными на корпусе. Для правильной разрядки конденсатора важно учесть все его параметры: номинальную емкость, допуски и потери, допустимое напряжение, нагрузка, частота и некоторые дополнительные характеристики.

Самый важный параметр для безопасной разрядки — емкость конденсатора. Определяется как потенциал аккумуляции заряда в форме электрического поля, который прямо пропорционален напряжению между пластинами обкладок, диэлектрической проницаемости диэлектрика и площади пластин, имея обратную зависимость от размера диэлектрика (расстояния между пластинами).

Для увеличения емкости конденсаторы соединяют параллельно, в этом случае емкость батареи равна емкости конденсаторов, входящих в ее состав. Единицей емкости конденсатора считается фарад: если емкость в 1 фараду, то он может сгенерировать 1 вольт. Емкость на корпусе — это номинальное значение, которое практически недостижимо, поэтому указан допуск в процентах.

Потери оцениваются снижением энергии в результате работы. Определяются используемым диэлектриком и наличием дефектов. Наименьшими потерями характеризуются конденсаторы с вакуумным диэлектриком, максимальными — алюминиевые.

Идеальный диэлектрик должен полностью изолировать обкладки друг от друга исключив проводимость электрического тока, но такой материал не смогли создать даже в лабораторных условиях.

Как разрядить конденсатор

Итак, мы определились, что разрядка конденсатора определяется его емкостью и конструкцией. Необходимо учитывать, что чем выше уровень емкости конденсатора, тем больше осторожности нужно при разрядке, так как КЗ повлечет минимум утрату конденсатора, который просто перегорит, а может повлечь взрыв или удар электрическим током.

Безопасная разрядка конденсатора может быть только после отключения прибора от электропитания (от розетки, аккумулятора, генератора и пр.). Для извлечения конденсатора стоит обратиться к руководству по эксплуатации устройства. При этом нельзя прикасаться к контактам – остаточное напряжение приведет к ожогу или удару током. Необходимо определить заряжен ли конденсатор с использованием мультиметра.

Это осуществляется в режиме замера напряжения DC (постоянный ток) и, выставив максимальный уровень показателя, присоединяем щупы к контактам. В зависимости от результата подбирается способ разрядки:

• если результат меньше 10 вольт — разряжать не требуется;
• если от 10 до 99 вольт (конденсатор небольшой емкости) — можно использовать резистивную нагрузку, например, замкнуть контакты отверткой с изолирующей рукояткой (на рукоятке не должно быть никаких повреждений, так как в этом случае есть риск получить удар током);
• если значение от 100 вольт — необходимо разрядное устройство.

Для разрядки прибора нужно подключить к пластинам нагрузку большого сопротивления. В этом случае на снижение заряда, аккумулированного конденсатором, уйдет больше времени. Период разряда определяется двумя факторами: емкостью конденсатора и величиной сопротивления, на которое он сбрасывает заряд.

Чем выше уровень сопротивления, тем больше времени потребуется на полный разряд. Причина этого в том, что при высоком уровне сопротивления сила разрядного тока небольшая, а значит объем заряда на пластинах конденсатора снижается понемногу.

Снижение уровня заряда происходит с меньшей скоростью, если конденсатор имеет большую емкость. Это происходит в результате того, что при значительной емкости пластины конденсатора содержат больший размер электричества (больший заряд) и для отвода заряда нужен значительный период времени.

При разрядке конденсатора вся энергия электрического поля превращается в тепловую энергию, иначе говоря, электричество нагревает сопротивление, посредством которого разряжается конденсатор. А чем выше емкость конденсатора и напряжение на его пластинах, тем значительнее будет энергия электрического поля конденсатора.

Чем меньше резистор, который используется в этих целях, тем меньше времени нужно на полную разрядку. Для лучшего понимания приведем пример. Например, емкость конденсатора 10 пФ, а резистор имеет сопротивление 1 кОм. В таком случае разрядка займет 0,01 с.

Но необходимо учитывать, что для безопасной разрядки конденсатора нужно подбирать резистор соответствующей мощности, иначе он может перегореть. Так в случае небольших компонентов достаточно будет использовать резистор мощностью 5 Вт и сопротивлением 1 кОм. Как вариант можно предложить модель SR PASSIVES MOF5WS-1K.

А если речь идет о больших блоках, скажем энергетическом трехфазном, то разрядка должна осуществляться с применением кабеля YDY 4 мм2 путем закорачивания отдельных фаз элемента на провод PE.

FKP2-10N/100 Конденсатор: полипропиленовый; 10нФ; 5мм; ±10%; 6,5x8x7,2мм; 63ВAC

CC-10/100 Конденсатор: керамический; 10пФ; 100В; C0G; ±10%; THT; 5мм

Источник