コンデンサ101

コンデンサの紹介

コンデンサが何であるか、そして一般的に何をするかを理解するのを助けるために、ここに少し乾いたものがあります。コンデンサは、さまざまな機能を実行できるほとんどの回路基板上の小さな(ほとんどの場合)電気/電子部品です。コンデンサがアクティブ電流のある回路に配置されると、負側からの電子が最も近いプレートに蓄積します。多くのコンデンサは分極されていませんが、負は正に流れます。これが負がアクティブリードである理由です。プレートがそれらを保持できなくなると、それらは誘電体を通過して他のプレートに押し付けられ、電子を回路に戻します。これは放電と呼ばれます。電気部品は電圧変動に非常に敏感であるため、電力スパイクはそれらの高価な部品を殺す可能性があります。コンデンサの状態 DC電圧 他のコンポーネントに接続し、安定した電源を提供します。 AC電流はダイオードによって整流されるため、ACの代わりに、ゼロボルトからピークまでのDCパルスがあります。電力線からのコンデンサがグランドに接続されていて、DCが通過しない場合、パルスがキャップを満たすと、電流の流れと実効電圧が低下します。給電電圧がゼロに下がる間、コンデンサはその内容物を漏らし始めます、これは出力電圧と電流を滑らかにします。したがって、コンデンサはコンポーネントにインラインで配置され、スパイクの吸収と谷の補足を可能にします。これにより、コンポーネントへの一定の電力供給が維持されます。

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さまざまな種類のコンデンサが多数あります。それらはしばしば回路で異なって使用されます。あまりにも馴染みのある丸いブリキ缶スタイルのコンデンサは、通常、電解コンデンサです。それらは、誘電体で分離された1枚または2枚の金属シートで作られています。誘電体は、空気(最も単純なコンデンサ)または他の非導電性材料にすることができます。次に、誘電体によって分離された金属板箔は、フルーツロールアップと同様に巻き上げられ、缶に入れられます。これらはバルクフィルタリングには最適ですが、高周波ではあまり効率的ではありません。

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これは、昔のラジオの時代からまだ覚えているかもしれないコンデンサです。マルチセクション缶コンデンサです。この特定のものは、quad(4)セクションのコンデンサです。つまり、1つの缶に異なる値の4つの別々のコンデンサが含まれているということです。



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セラミックディスクコンデンサは高周波には理想的ですが、静電容量の値が高くなるとセラミックディスクコンデンサのサイズが大きくなるため、バルクフィルタリングを行うのは適していません。電圧源を安定に保つことが重要な回路では、通常、セラミックディスクコンデンサと並列に大きな電解コンデンサがあります。電解コンデンサがほとんどの作業を行いますが、小さなセラミックディスクコンデンサは、大きな電解コンデンサが見逃している高周波を除去します。

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次に、タンタルコンデンサがあります。これらは小さいですが、セラミックディスクコンデンサよりもサイズの点で大きな静電容量を持っています。これらはより高価ですが、小さな電子機器の回路基板で多くの用途があります。

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無極性ですが、古い紙コンデンサの一端には黒い帯がありました。黒い帯は、紙コンデンサのどちらの端に金属箔(シールドとして機能)があるかを示しています。金属箔の端はアース(または最低電圧)に接続されていました。フォイルシールドの主な目的は、紙コンデンサを長持ちさせることでした。

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これが、iDevicesに関して私たちが最も関心を持っている可能性が高いものです。これらは、前述のコンデンサと比較して非常に小さいです。それらは表面実装デバイス(SMD)キャップです。以前のコンデンサに比べて小型ですが、機能は同じです。これらのコンデンサの値に加えて、重要なものの1つはそれらの「パッケージ」です。これらのコンポーネントのサイズには標準化があります。つまり、パッケージ0201-0.6 mm x 0.3 mm(0.02'x 0.01 ')です。セラミックSMDコンデンサのパッケージサイズは、SMD抵抗の同じパッケージに従います。これにより、それがコンデンサであるか抵抗であるかを視覚化して判断することはほとんど不可能です。 ここは パッケージ番号に基づいた個々のサイズの適切な説明。

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PCB上のSMD

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大型SMD

コンデンサのテスト

コンデンサの値を決定するには、いくつかの方法があります。もちろん、一番はコンデンサ自体のマーキングです。

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この特定のコンデンサの静電容量は220μF(マイクロファラッド)で、許容誤差は20%です。これは、176μFから264μFの間のどこかにある可能性があることを意味します。定格電圧は160Vです。リード線の配置はすべて、それがラジアルコンデンサであることを示しています。両方のリード線は片側から出ますが、一方のリード線がコンデンサ本体のいずれかの側から出る軸方向の配置とは異なります。また、コンデンサの側面にある矢印の付いたストライプは極性を示しており、矢印は マイナスピン

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ここでの主な質問は、 コンデンサを確認してください 交換が必要かどうかを確認します。

コンデンサを回路に取り付けたままチェックを行うには、ESRメータが必要です。コンデンサを回路から取り外すと、抵抗計として設定されたマルチメータを使用できます。 ただし、オールオアナッシングテストを実行するためだけです 。このテストでは、コンデンサが完全に停止しているかどうかのみが示されます。そうなる ない コンデンサの状態が良好か不良かを判断します。コンデンサが正しい値(静電容量)で機能しているかどうかを判断するには、コンデンサテスターが必要になります。もちろん、これは未知のコンデンサの値を決定する場合にも当てはまります。

このWikiに使用されているメーターは、どのデパートでも入手できる最も安いメーターです。これらのテストでは、アナログマルチメータを使用することもお勧めします。急速に変化する数字のみを表示するデジタルマルチメータよりも視覚的な方法で動きを表示します。これにより、Flukeメーターのようなものに大金を費やすことなく、誰でもこれらのテストを実行できるようになります。

テストする前に必ずコンデンサを放電してください。これが行われないと、衝撃的な驚きになります。非常に小さなコンデンサは、両方のリード線をドライバーでブリッジすることで放電できます。それを行うためのより良い方法は、負荷を通してコンデンサを放電することです。この場合、ワニ口ケーブルと抵抗器がこれを実現します。がここにあります 素晴らしいサイト 排出ツールの作成方法を示します。

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マルチメータでコンデンサをテストするには、10kおよび1mオームを超える高オーム範囲で読み取るようにメータを設定します。メーターのリード線をコンデンサーの対応するリード線にタッチします。赤から正、黒から負です。メーターはゼロから始まり、無限に向かってゆっくりと移動する必要があります。これは、コンデンサが動作状態にあることを意味します。メーターがゼロのままの場合、コンデンサーはメーターのバッテリーを介して充電されていません。つまり、コンデンサーは機能していません。

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これはSMDキャップでも機能します。マルチメータの針を同じ方向にゆっくりと動かして同じテストを行います。

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コンデンサで実行できるもう1つのテストは、電圧テストです。コンデンサはプレート全体の電荷の電位差を保存することがわかっています。これらは電圧です。コンデンサには、正の電圧を持つアノードと負の電圧を持つカソードがあります。コンデンサが機能しているかどうかを確認する1つの方法は、コンデンサを電圧で充電してから、アノードとカソードの両端の電圧を読み取ることです。このためには、コンデンサを電圧で充電し、コンデンサのリード線にDC電圧を印加する必要があります。この場合、極性は非常に重要です。このコンデンサに正と負のリードがある場合、それは分極コンデンサ(電解コンデンサ)です。正の電圧はアノードに行き、負の電圧はコンデンサのカソードに行きます。テストするコンデンサのマーキングを確認することを忘れないでください。次に、コンデンサの定格電圧よりも低い電圧を数秒間印加します。この例では、160Vのコンデンサが9VのDCバッテリーで数秒間充電されます。

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充電が終わったら、バッテリーをコンデンサーから外します。マルチメータを使用して、コンデンサのリード線の電圧を読み取ります。電圧は9ボルト近くになるはずです。コンデンサがマルチメータを介して放電しているため、電圧は0Vまで急速に放電します。コンデンサがその電圧を保持しない場合は、欠陥があるため、交換する必要があります。

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もちろん、最も簡単なのは、静電容量計でコンデンサをチェックすることです。これは、5%の公差を持つFRAKOアキシャルGPF1000μF40Vです。静電容量計でこのコンデンサをチェックするのは簡単です。これらのコンデンサには、プラスのリード線がマークされています。メーターからのプラス(赤)のリード線をメーターに接続し、マイナス(黒)を反対側に接続します。このコンデンサは1038μFを示し、明らかにその許容範囲内です。

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SMDコンデンサをテストすることは、かさばるプローブで行うのが難しい場合があります。それらのプローブの端に針をはんだ付けするか、いくつかのスマートピンセットに投資することができます。推奨される方法は、スマートピンセットを使用することです。

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一部のコンデンサは、故障を判別するためにテストを必要としません。コンデンサを目視検査したところ、上部が膨らんでいる兆候が見られた場合は、コンデンサを交換する必要があります。これは、電源装置で最も一般的な障害です。コンデンサを交換する場合は、同じかそれ以上の値のコンデンサと交換することが最も重要です。値の小さいコンデンサで補助金を出さないでください。

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交換またはチェックするコンデンサにマーキングがない場合は、回路図が必要になります。下の画像から ここに は、回路図で使用されるコンデンサのいくつかの記号を示しています。

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iPhoneの回路図からのこの抜粋は、コンデンサの記号とそれらのコンデンサの値を示しています。

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このWikiは、コンデンサで何を探すべきかについての基本にすぎず、完全なものではありません。一般的な電子部品の詳細については、オンラインおよびオフラインの優れたコースが多数用意されています。

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