Einführung in die Kondensatorwelt
Hier ist ein wenig von dem trockenen Zeug, nur um zu verstehen, was ein Kondensator ist und im Allgemeinen funktioniert.
Ein Kondensator ist ein kleines (meist) elektrisches/elektronisches Bauteil auf den meisten Leiterplatten, das verschiedene Funktionen erfüllen kann.
Wenn ein Kondensator in einem Stromkreis mit Wirkstrom platziert wird, sammeln sich Elektronen an der dem negativen Pol zugewandten Platte.
Die negative Ladung fließt zum positiven Pol - deshalb bildet der negative Pol die aktive Phase, obwohl viele Kondensatoren keine Vorzugsrichtung in der Polarisierung aufweisen. Wenn die Platte keine Ladungen mehr aufnehmen kann, werden sie durch das Dielektrikum auf die andere Platte transferiert, wodurch die Elektronen wieder im Stromkreis auftauchen. Dies wird als Entladung bezeichnet.
Elektrische Bauteile sind sehr empfindlich gegenüber Spannungsschwankungen, und daher können Leistungsspitzen diese teuren Teile zerstören.
Kondensatoren gleichen die Gleichspannung für andere Bauteile aus und sorgen so für eine stabile Stromversorgung.
Wechselspannung wird durch Dioden gleichgerichtet, so dass sich anstelle von Wechselspannung eine Gleichspannung ergibt, die zwischen 0 Volt und der Maximalspannung schwankt.
Wenn ein Kondensator aus der Stromleitung an die Erde angeschlossen ist und der Gleichstrom nicht durchgelassen wird, aber der Impuls die Kappe füllt, reduziert er den Stromfluss und die effektive Spannung.
Während die Messspannung auf Null sinkt, beginnt der Kondensator sich zu leeren, was die Ausgangsspannung und den Strom glättet.
Daher wird ein Kondensator in Reihe zu einem Bauteil platziert, was die Absorption von Spitzen und Ergänzungstälern ermöglicht, was wiederum eine konstante Stromversorgung des Bauteils gewährleistet.
Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen Arten von Kondensatoren. Sie werden in Schaltungen oft unterschiedlich eingesetzt.
Die allzu bekannten runden Blechdosenkondensatoren sind in der Regel Elektrolytkondensatoren.
Sie bestehen aus einem oder zwei Blechen, die durch ein Dielektrikum getrennt sind.
Das Dielektrikum kann Luft (einfachster Kondensator) oder andere nichtleitende Materialien sein.
Die durch das Dielektrikum getrennten Metallplattenfolien werden dann aufgerollt und in die Dose gelegt.
Diese funktionieren hervorragend für die Massenfilterung, sind aber bei hohen Frequenzen nicht sehr effizient.
Hier ist ein Kondensator, an den sich einige vielleicht noch aus den alten Radiotagen erinnern. Es handelt sich um einen mehrteiligen Can-Kondensator. In diesem Fall handelt es sich um einen Kondensator mit vier (4) Abschnitten. Das bedeutet nur, dass es vier separate Kondensatoren mit unterschiedlichen Werten in einem Gehäuse gibt.
Keramikscheibenkondensatoren sind ideal für höhere Frequenzen, sind aber nicht gut für die Massenfiltration, da Keramikscheibenkondensatoren zu groß für höhere Kapazitätswerte werden. In Schaltungen, in denen es wichtig ist, eine Spannungsquelle stabil zu halten, gibt es in der Regel einen großen Elektrolytkondensator parallel zu einem Keramikscheibenkondensator. Die Elektrolyse erledigt die meiste Arbeit, während der kleine Keramikscheibenkondensator die Hochfrequenz herausfiltert, die der große Elektrolytkondensator vermisst.
Dann gibt es noch Tantalkondensatoren. Diese sind klein, haben aber im Verhältnis zu ihrer Größe eine größere Kapazität als Keramikscheibenkondensatoren. Sie sind teurer, finden aber viel Verwendung auf den Leiterplatten kleinerer elektronischer Geräte.
Obwohl unpolar, hatten alte Papierkondensatoren an einem Ende schwarze Streifen. Das schwarze Band zeigte an, an welchem Ende des Papierkondensators etwas Metallfolie (die als Abschirmung diente) war. Das Ende mit der Metallfolie wurde mit der Masse (oder der niedrigsten Spannung) verbunden. Der Hauptzweck der Folienabschirmung war es, die Lebensdauer des Papierkondensators zu verlängern.
Hier ist die, an der wir am ehesten interessiert sind, wenn es um iDevices geht. Diese sind im Vergleich zu den zuvor aufgeführten Kondensatoren sehr klein. Es handelt sich um die SMD-Kappen (Surface Mount Device). Auch wenn sie im Vergleich zu den bisherigen Kondensatoren eine Miniaturgröße haben, ist die Funktion immer noch die gleiche. Neben den Werten dieser Kondensatoren ist vor allem ihr "Gehäuse" von Bedeutung. Für die Größe dieser Komponenten gibt es eine Standardisierung, d.h. Paket 0201 - 0,6 mm x 0,3 mm (0,02" x 0,01"). Die Gehäusegröße für die keramischen SMD-Kondensatoren folgt dem gleichen Gehäuse für SMD-Widerstände. Dadurch ist es nahezu unmöglich, durch Visualisierung festzustellen, ob es sich um einen Kondensator oder einen Widerstand handelt. Hier ist eine gute Beschreibung der individuellen Größe anhand der Paketnummern.
SMDs auf einer Leiterplatte
Große SMDs
Testkondensatoren
Die Bestimmung des Wertes, den ein Kondensator hat, kann auf verschiedene Weise erfolgen. Die Nummer eins ist natürlich eine Markierung auf dem Kondensator selbst.
Dieser spezielle Kondensator hat eine Kapazität von 220μF (micro farad) mit einer Toleranz von 20%. Das bedeutet, dass es überall zwischen 176μF und 264μF sein kann. Es hat eine Nennspannung von 160V. Die Anordnung der Leitungen zeigt, dass es sich um einen Radialkondensator handelt. Beide Leitungen treten auf der einen Seite gegenüber einer axialen Anordnung aus, bei der eine Leitung von beiden Seiten des Kondensatorkörpers austritt. Außerdem zeigt der Pfeilstreifen auf der Seite des Kondensators die Polarität an, die Pfeile zeigen auf den negativen Pin.
Nun ist die Hauptfrage hier, wie man einen Kondensator testet, um zu sehen, ob er ersetzt werden muss.
Um eine Überprüfung eines Kondensators durchzuführen, während er noch in einem Stromkreis installiert ist, ist ein ESR-Zähler erforderlich. Wenn der Kondensator aus der Schaltung entfernt wird, kann ein Multimeter, das als Ohm-Meter eingestellt ist, verwendet werden, aber nur, um einen Alles-oder-Nichts-Test durchzuführen. Dieser Test zeigt nur, ob der Kondensator vollständig tot ist oder nicht. Er wird "nicht" bestimmen, ob sich der Kondensator in gutem oder schlechtem Zustand befindet. Um festzustellen, ob ein Kondensator mit dem richtigen Wert (Kapazität) funktioniert, ist ein Kondensator-Tester erforderlich. Dies gilt natürlich auch für die Bestimmung des Wertes eines unbekannten Kondensators.
Der für dieses Wiki verwendete Zähler ist der günstigste, der in jedem Kaufhaus erhältlich ist. Für diese Prüfung ist es auch ratsam, ein analoges Multimeter zu verwenden. Es zeigt die Bewegung visueller an als ein Digitalmultimeter, das nur schnell wechselnde Zahlen anzeigt. Dies sollte es jedem ermöglichen, diese Tests durchzuführen, ohne ein Vermögen für so etwas wie ein Fluke-Messgerät auszugeben.
Entlade immer einen Kondensator, bevor du ihn testest, sont erwartete dich eine eine schockierende Überraschung. Sehr kleine Kondensatoren können entladen werden, indem beide Leitungen mit einem Schraubendreher überbrückt werden. Eine bessere Möglichkeit, dies zu tun, wäre, den Kondensator durch eine Ladung zu entladen. In diesem Fall kann das mithilfe eines Alligator-Kabels und eines Widerstands durchgeführt werden. Hier ist eine sehr gute Seite, die zeigt, wie man ein Entladewerkzeug konstruiert.
Um den Kondensator mit einem Multimeter zu testen, stelle das Messgerät so ein, dass de hohen Ohm-Bereich, irgendwo über 10k und 1m Ohm, anzeigt. Berühre die Messleitungen zu den entsprechenden Leitungen am Kondensator, rot zu positiv und schwarz zu negativ. Das Messgerät sollte bei Null beginnen und sich dann langsam in Richtung unendlich bewegen. Dies bedeutet, dass sich der Kondensator im Betriebszustand befindet. Wenn der Zähler bei Null bleibt, lädt sich der Kondensator nicht durch die Batterie des Zählers auf, was bedeutet, dass er nicht funktioniert.
Dies funktioniert auch mit SMD-Caps. Gleicher Test mit der Nadel des Multimeters, die sich langsam in die gleiche Richtung bewegt.
Ein weiterer Test, den man an einem Kondensator durchführen kann, ist ein Spannungstest. Wir wissen, dass Kondensatoren eine potenzielle Ladungsdifferenz über ihre Platte speichern, das sind Spannungen. Ein Kondensator hat eine Anode, die eine positive Spannung aufweist, und eine Kathode, die eine negative Spannung aufweist. Eine Möglichkeit, zu überprüfen, ob ein Kondensator funktioniert, besteht darin, ihn mit einer Spannung aufzuladen und dann die Spannung an Anode und Kathode abzulesen. Dazu ist es notwendig, den Kondensator mit Spannung aufzuladen und eine Gleichspannung an die Kondensatorleitungen anzulegen. In diesem Fall ist die Polarität sehr wichtig. Wenn dieser Kondensator eine positive und negative Leitung hat, handelt es sich um einen polarisierten Kondensator (Elektrolytkondensator). Positive Spannung geht an die Anode, negative an die Kathode des Kondensators. Denke daran, die Markierungen auf dem zu prüfenden Kondensator zu überprüfen. Lege dann für einige Sekunden eine Spannung an, die kleiner sein sollte als die Spannung, für die der Kondensator ausgelegt ist. In diesem Beispiel wird der 160V-Kondensator für einige Sekunden mit einer 9V DC-Batterie aufgeladen.
Nachdem der Ladevorgang abgeschlossen ist, trenne die Batterie vom Kondensator. Verwende das Multimeter und lies die Spannung an den Kondensatorleitungen ab. Die Spannung sollte bei 9 Volt liegen. Die Spannung wird sich schnell auf 0 V entladen, da sich der Kondensator durch das Multimeter entladen hat. Wenn der Kondensator diese Spannung nicht hält, ist er defekt und sollte ersetzt werden.
Am einfachsten ist es natürlich, einen Kondensator mit einem Kapazitätsmessgerät zu überprüfen. Hier ist ein FRAKO axial GPF 1000μF 40V mit einer Toleranz von 5%. Die Überprüfung dieses Kondensators mit einem Kapazitätsmessgerät ist einfach. Bei diesen Kondensatoren ist die positive Leitung markiert. Befestige die positive (rote) Leitung vom Messgerät an dieser und die negative (schwarze) an der gegenüberliegenden Seite. Dieser Kondensator zeigt 1038μF, deutlich innerhalb seiner Toleranz.
Die Prüfung eines SMD-Kondensators kann mit den sperrigen Sonden schwierig sein. Man kann entweder Nadeln an das Ende dieser Sonden löten oder in eine qualitativ hochwertige Pinzette investieren. Der bevorzugte Weg wäre die Verwendung einer guten Pinzette.
Einige Kondensatoren benötigen keinen Test, um den Fehler festzustellen. Wenn eine Sichtkontrolle der Kondensatoren Anzeichen von gewölbten Spitzen zeigt, müssen diese ausgetauscht werden. Dies ist der häufigste Fehler in Stromversorgungen. Beim Austausch eines Kondensators ist es von größter Wichtigkeit, ihn durch einen Kondensator gleichen oder höheren Wertes zu ersetzen. Begnüge dich niemals mit einem Kondensator von geringerem Wert.
Wenn der zu ersetzende oder zu prüfende Kondensator keine Markierungen aufweist, ist ein Schaltplan erforderlich. Die folgende Abbildung von hier zeigt einige Symbole für Kondensatoren, die auf einem Schaltplan verwendet werden.
Dieser Auszug aus einer iPhone-Schaltplan zeigt das Symbol für Kondensatoren sowie die Werte für diese Kondensatoren.
Dieses Wiki ist so ziemlich nur die Grundlage dafür, wonach man bei einem Kondensator suchen sollte, es ist in keiner Weise vollständig. Um mehr über die gängigen elektronischen Komponenten zu erfahren, gibt es eine Vielzahl von guten On- und Offline-Kursen.
Besonderer Dank geht an diese Übersetzer:innen:
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48 Kommentare
Thank you for the good info.
Ivo Tanev - Antwort
You have explained capacitors in a way that a person with very basic electrical knowledge (such as myself) can understand. I read your information from beginning to end. Thank you for sharing.
lisacarroll57 - Antwort
Thanks for the precise and easy to Understand information on Capacitors. Well done!
sanjaycolaco - Antwort
Great explanation! I think you should also mention the use of capacitors as coupling capacitors, to block any DC while letting the AC (audio) signal through. Many DIY-ers work on guitar effect pedals, where one should always use coupling capacitors on both input and output jacks to ensure no DC can flow from the effect circuit to the instrument, or the amp.
joakimgrahl - Antwort
Right on. Thats how I ended up here.
mogwaiemperor -
@joakimk that is a great idea. I will expand on this is the near future. Currently working on resistors, diodes and fuses.
oldturkey03 - Antwort
Great reading and learning.
lpmeter - Antwort
One question...What if your Cap does not have a positive,or negative symbols,then how would you check the component?
lpmeter - Antwort
If no ones answered your question yet, chances are its non-polarized, which just means it doesn't matter. Either lead could be negative or positive. If it is shaped like a little metal can (like the ones up there↑↑ in dudes story wth the bulging tops) just assume it is because they almost always are. Or if it's shaped like a little shiny colored test drop shape, which usually is still marked, if assume those are too to be safe . Those would be tantalum. Google what those look like and also silver mica caps. Never seen those before. But if its a little box shaped cap, or kinda boxy and orange or yellow or blue or gray, or looks painted up like some ocean fish, then it wont have a polarity . And neither will the little orangish beige tiny circular ones that are ceramic . But be sure first because the ones that do will blow the !&&* up, and catastrophically at that sometimes.
mogwaiemperor -
Thank you a million times AND Massively Big Hugs to you for saving me hundreds of dollars ... I have an Amana washer and one of the two capacitors was giving unusual readings as indicated in this "IFIXIT" manual, so I decided to re-solder the one that gave a strange reading and viola, it cured the problem immediately ... the thing that alerted me to a soldering issue was the dull colour of the solder on that one capacitor, whereas the other one had bright and shiny solder ... thank you a million times for all that you do to enlighten and educate the public and save us a few dollars ... Blessings be upon you and your kind heart ... 8)
James Nickerson - Antwort
Thank you great explanation
dawit - Antwort
frank ennbeans - Antwort
I must say this was the first web lecture I enjoyed learning ...
Nitin Rathor - Antwort
Nice keep it up
Abdoulie Bah - Antwort
Very useful and simple explanation to understand and to save lot of money. Thank you
Sunil Manuweera - Antwort
Thanks for the Information, Very useful and straight to the point, keep up the good work.
sibongeleni nxumalo - Antwort
This is soo gooooooood!! Thank you! It`s so hard to find good learning material on this subject.
Lupas Florin - Antwort
bravo sir i understand you make explan simple
princenovair - Antwort
Thanks for that explanation
Joseph Ssemiyingo - Antwort
Very helpful, thanks!
Jason Dunn - Antwort
Very well explained info
thanks
SEUN SONOIKI - Antwort
Thanks for the simple explanation!
Tech Sure - Antwort
Thanks, for the very informative article!
JOHN AQUILINO - Antwort
Umm the best capacitors are made by Panasonic and pretty much the standard and I wonder why that was not in the list of vendors.
Ravi Rajangam - Antwort
Digikey, Mouser, etc. that are listed are distributors of electronic components. They sell brands like Panasonic. I am curious on what basis you consider Panasonic caps to be the best? For SMT caps, I would strongly disagree. For SMT-type caps, TDK, Murata, and even Samsung have the best technology… offer highest values/voltages/temp. coefficient in a given package size, more stable over life, better retain their value after being subjected to ESD, and tend to be able to take more stress without cracking/damage. For SMT chip resistors, I do agree that Panasonic is one of the top options. NOTE: This is my personal opinion and does not reflect the opinion of my employer.
matthewlasorsa -
This is a very explanatory write up... Very elementary and useful for all level of electronic understanding…thanks alot for this?.
Amusan Olamilekan - Antwort
Hello!
Thanks for your detail explanation. I also have some questions which i have CBB22 in my hand in this company write 355j 400v.
I want to check is this mentioned volts are DC or AC. and how I measure the volts??
Mudassir Ghulam Kasbati - Antwort
You are the tutor I need because You made it possible for a hard head like myself understand, thank you.
Angel Altavilla - Antwort
Here is a very informative article about Electrical Bonding.. please follow it..
Electrical-Technology - Antwort
Why cannot I measure capacitors in circuit using a multimeter with a capacitor measurement mode? I only need to check whether the capacitor is dead or not, no need for the exact capacitance value.
Jeri Haapavuo - Antwort
Hi ihave a tv capacitor 450 volts 100uf.when tested it reads198uf would this be faulty? Would be greatfull if you could get back.
terry spencer - Antwort
1000uf 50v electrolytic capacitor testing with esr reads 1940uf. This is a bad cap right? Thank you!
Mj Pags - Antwort
Thank you, i have learnt something from your wiki.
dubemw - Antwort
Thanks for your comprehensive article. It helped a great deal - my treadmill was moving erratically and after reading your article discovered that a large electrolytic capacitor was positively bulging at the top!
Charlieroy - Antwort
Great explanation. I have learned electronics only for Physics in Advanced Level education (2 years in school just before entry to the university in Sri Lanka). But I clearly understood everything you have written and that is very much useful. Thank you !
kevinfer83 - Antwort
Thanks for the explanation. Now, how about ceiling fan capacitors? Some have two capacitors and some have only one. Do you know why?
amlopex - Antwort
Two smaller ones may be notably cheaper than a bigger one. I guess in a ceiling fan the product size is no problem and thus two may be used as well (taking a little bit more space).
Jeri Haapavuo -
Thanks that's great
Ya Max Joel KOUAKOU - Antwort
Thanks for this! So if my multimeter has a “uf" setting, does that mean it can test capacitors?
T N - Antwort
Most likely, yes… “µF” represents ‘microfarads’, and farads are a value of capacitance
matthewlasorsa -
Merci pour cette page ! Typo in French version à propos du condensateur de 220muF : ça devrait être entre 176 et 264, pas entre 176 et 064.
Cyprien Gay - Antwort
Bonjour Cyprien ! Bien vu ! J’ai corrigé. Notre site est conçu comme un wiki modifiable par tout le monde. La prochaine fois, n’hésitez donc pas à corriger en cliquant sur Traduire en haut à droite :) Merci pour l’œil attentif et excellente journée à vous !
Claire Miesch -
thanks, easy to understand
Med Djihed - Antwort
Very insightful and clear explanation, thank you very much.
[deleted] - Antwort
Great general summary but I strongly disagree with the advice quoted below about using ‘higher capacitance values’. Replacement capacitors should ALWAYS be of the same nominal capacitance value as the original. Yes, there are cases where a circuit needs only a minimum capacitance to operate, so using a higher value would be ok. But there are many cases where a specific capacitance value is required for the circuit to operate correctly and safely. Don’t risk it. Use the same value, type (electrolytic, polar vs non-polar, etc.), and package size as the original.
It is acceptable to use a higher voltage rating or smaller tolerance value than the original if necessary. For SMD caps, using a higher class of dielectric can be acceptable (i.e., if original cap was ‘X7R’, a ‘C0G’ replacement should be acceptable).
matthewlasorsa - Antwort
Thank u very much
DokMawuer - Antwort
Awesome!
Great old dry stuff that never gets old.
And the pictures are the cherry on the circuit.
Your great work is much appreciated my friend
Tlze App - Antwort
CORECHIPS is an industry-leading independent electronic components distributor with cost-saving and reliable supply chain ,serving global customers with one-stop sourcing solution, satisfying value-added options and setting up the long-term partnership with them.
zoe - Antwort