Condensateurs 101t

Voici un peu de choses sèches, juste pour vous aider à comprendre ce qu'est et fait généralement un condensateur. Un condensateur est un petit composant électrique / électronique (la plupart du temps) sur la plupart des cartes de circuits imprimés qui peut remplir diverses fonctions. Lorsqu'un condensateur est placé dans un circuit avec un courant actif, les électrons du côté négatif s'accumulent sur la plaque la plus proche. Le négatif passe au positif - c'est pourquoi le négatif est le fil actif, bien que de nombreux condensateurs ne soient pas polarisés. Une fois que la plaque ne peut plus les retenir, ils sont forcés au-delà du diélectrique et sur l'autre plaque, déplaçant ainsi les électrons dans le circuit. C'est ce qu'on appelle la décharge. Les composants électriques sont très sensibles aux fluctuations de tension et, à ce titre, une pointe de puissance peut tuer ces pièces coûteuses. État des condensateurs Tension continue aux autres composants et ainsi fournir une alimentation électrique constante. Le courant alternatif est redressé par des diodes, donc au lieu du courant alternatif, il y a des impulsions de courant continu de zéro volt au pic. Lorsqu'un condensateur de la ligne d'alimentation est connecté à la terre et que le courant continu ne passera pas, mais lorsque l'impulsion remplit le capuchon, cela réduit le flux de courant et la tension effective. Alors que la tension d'alimentation descend à zéro, le condensateur commence à fuir son contenu, ce qui lissera la tension et le courant de sortie. Par conséquent, un condensateur est placé en ligne sur un composant, ce qui permet l'absorption des pointes et des vallées supplémentaires, ce qui, à son tour, maintient une alimentation électrique constante pour le composant.

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Il existe une multitude de types de condensateurs différents. Ils sont souvent utilisés différemment dans les circuits. Les condensateurs de style boîte de conserve ronde trop familiers sont généralement des condensateurs électrolytiques. Ils sont constitués d'une ou deux feuilles de métal, séparées par un diélectrique. Le diélectrique peut être de l'air (condensateur le plus simple) ou d'autres matériaux non conducteurs. Les feuilles de plaque métallique, séparées par le diélectrique, sont ensuite enroulées comme un rouleau de fruits et placées dans la boîte. Ceux-ci fonctionnent très bien pour le filtrage en masse, mais ils ne sont pas très efficaces dans les hautes fréquences.

Voici un condensateur dont certains se souviennent peut-être encore des vieux jours de la radio. C'est un condensateur à plusieurs sections. Celui-ci est un condensateur à quatre sections (4). Tout ce que cela signifie, c'est qu'il y a quatre condensateurs séparés, avec des valeurs différentes, contenus dans une boîte.

Les condensateurs à disque en céramique sont idéaux pour les fréquences plus élevées mais ne sont pas bons pour effectuer un filtrage en vrac car les condensateurs à disque en céramique deviennent trop gros pour des valeurs de capacité plus élevées. Dans les circuits où il est vital de maintenir une source de tension stable, il y a généralement un grand condensateur électrolytique en parallèle avec un condensateur à disque céramique. L'électrolytique fera la majeure partie du travail, tandis que le petit condensateur à disque en céramique filtrera la haute fréquence qui manque au gros condensateur électrolytique.

Ensuite, il y a les condensateurs au tantale. Ceux-ci sont petits, mais ont une plus grande capacité par rapport à leur taille que les condensateurs à disque céramique. Ceux-ci sont plus coûteux, mais trouvent une grande utilité sur les circuits imprimés de petits appareils électroniques.

Bien que non polaires, les vieux condensateurs en papier avaient des bandes noires à une extrémité. La bande noire indiquait quelle extrémité du condensateur en papier avait une feuille de métal (qui faisait office de blindage). L'extrémité avec la feuille métallique était connectée à la terre (ou à la tension la plus basse). Le but principal du blindage en feuille était de prolonger la durée de vie du condensateur en papier.

Voici celui qui nous intéresse le plus, en ce qui concerne les iDevices. Ceux-ci sont très petits par rapport aux condensateurs énumérés ci-dessus. Ce sont les capuchons SMD (Surface Mount Device). Même s'ils sont de taille miniature par rapport aux condensateurs précédents, la fonction est toujours la même. Outre les valeurs de ces condensateurs, l'un des aspects importants est leur «emballage». Il existe une normalisation pour la taille de ces composants, c'est-à-dire le colis 0201 - 0,6 mm x 0,3 mm (0,02 'x 0,01'). La taille de l'emballage pour les condensateurs SMD en céramique suit le même emballage pour les résistances SMD. Cela rend presque impossible de déterminer s'il s'agit d'un condensateur ou d'une résistance par visualisation. Voici une bonne description de la taille individuelle basée sur les numéros de colis.

CMS sur un PCB

Grands SMD

La détermination de la valeur d'un condensateur peut être réalisée de plusieurs manières. Le numéro un, bien sûr, est un marquage sur le condensateur lui-même.

Ce condensateur particulier a une capacité de 220μF (micro farad) avec une tolérance de 20%. Cela signifie que cela pourrait être compris entre 176 μF et 264 μF. Il a une tension nominale de 160V. La disposition des fils montre tous qu'il s'agit d'un condensateur radial. Les deux fils sortent d'un côté par rapport à une disposition axiale où un fil sort de chaque côté du corps des condensateurs. De plus, la bande fléchée sur le côté du condensateur indique la polarité, les flèches pointent vers le broche négative .

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Maintenant, la question principale est de savoir comment vérifier un condensateur pour voir s'il doit être remplacé.

Pour effectuer une vérification sur un condensateur alors qu'il est encore installé dans un circuit, un compteur ESR sera nécessaire. Si le condensateur est retiré du circuit, un multimètre réglé comme ohmmètre peut être utilisé, mais uniquement pour effectuer un test du tout ou rien . Ce test ne montrera que si le condensateur est complètement mort ou non. Ce sera ne pas déterminer si le condensateur est en bon ou en mauvais état. Pour déterminer si un condensateur fonctionne à la bonne valeur (capacité), un testeur de condensateur sera nécessaire. Bien sûr, cela est également vrai pour déterminer la valeur d'un condensateur inconnu.

Le compteur utilisé pour ce Wiki est le moins cher disponible dans tous les grands magasins. Pour ces tests, il est également conseillé d'utiliser un multimètre analogique. Il montrera le mouvement d'une manière plus visuelle qu'un multimètre numérique qui n'affiche que des nombres qui changent rapidement. Cela devrait permettre à quiconque d'effectuer ces tests sans dépenser une fortune pour quelque chose comme un compteur Fluke.

Déchargez toujours un condensateur avant de le tester, ce sera une surprise choquante si cela ne se fait pas. Les très petits condensateurs peuvent être déchargés en pontant les deux fils avec un tournevis. Une meilleure façon de le faire serait de décharger le condensateur à travers une charge. Dans ce cas, des câbles alligator et une résistance y parviendront. Voici une grand site montrant comment construire un outil de décharge.

Pour tester le condensateur avec un multimètre, réglez le multimètre pour qu'il lise dans la plage des ohms élevés, quelque part au-dessus de 10k et 1m ohms. Touchez les fils du multimètre aux fils correspondants du condensateur, du rouge au positif et du noir au négatif. Le compteur doit commencer à zéro puis se déplacer lentement vers l'infini. Cela signifie que le condensateur est en état de fonctionnement. Si le compteur reste à zéro, le condensateur ne se charge pas via la batterie du compteur, ce qui signifie qu'il ne fonctionne pas.

Cela fonctionnera également avec les bouchons SMD. Même test avec l'aiguille du multimètre se déplaçant lentement dans la même direction.

Un autre test que l'on peut faire sur un condensateur est un test de tension. Nous savons que les condensateurs stockent une différence de potentiel de charges à travers leur plaque, ce sont des tensions. Un condensateur a une anode qui a une tension positive et une cathode qui a une tension négative. Une façon de vérifier si un condensateur fonctionne est de le charger avec une tension, puis de lire la tension aux bornes de l'anode et de la cathode. Pour cela, il est nécessaire de charger le condensateur avec une tension et d'appliquer une tension continue aux fils du condensateur. Dans ce cas, la polarité est très importante. Si ce condensateur a un fil positif et négatif, il s'agit d'un condensateur polarisé (condensateurs électrolytiques). La tension positive ira à l'anode et la négative va à la cathode du condensateur. N'oubliez pas de vérifier les marquages sur le condensateur à tester. Ensuite, appliquez une tension, qui doit être inférieure à la tension pour laquelle le condensateur est évalué, pendant quelques secondes. Dans cet exemple, le condensateur 160V sera chargé avec une batterie 9V DC pendant quelques secondes.

Une fois la charge terminée, déconnectez la batterie du condensateur. Utilisez le multimètre et lisez la tension sur les fils du condensateur. La tension doit lire près de 9 volts. La tension se décharge rapidement à 0 V car le condensateur se décharge à travers le multimètre. Si le condensateur ne conserve pas cette tension, il est défectueux et doit être remplacé.

Le plus simple sera bien sûr de vérifier un condensateur avec un capacimètre. Voici un FRAKO axial GPF 1000μF 40V avec une tolérance de 5%. La vérification de ce condensateur avec un capacimètre est simple. Sur ces condensateurs, le fil positif est marqué. Fixez le fil positif (rouge) du compteur à celui-ci et le fil négatif (noir) à l'opposé. Ce condensateur affiche 1038μF, clairement dans sa tolérance.

Tester un condensateur SMD peut être difficile à faire avec les sondes encombrantes. On peut soit souder des aiguilles à l'extrémité de ces sondes, soit investir dans des pinces intelligentes. La méthode préférée serait d'utiliser des pinces intelligentes.

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Certains condensateurs ne nécessitent aucun test pour déterminer la défaillance. Si une inspection visuelle des condensateurs révèle un signe de sommet bombé, ceux-ci doivent être remplacés. Il s'agit de la panne la plus courante des blocs d'alimentation. Lors du remplacement d'un condensateur, il est de la plus haute importance de le remplacer par un condensateur de valeur identique ou supérieure. Ne subventionner jamais avec un condensateur de moindre valeur.

Si le condensateur qui va être remplacé ou vérifié ne comporte aucun marquage, un schéma sera nécessaire. L'image ci-dessous de ici montre quelques symboles pour les condensateurs utilisés sur un schéma.

Cet extrait d'un schéma iPhone indique le symbole des condensateurs ainsi que les valeurs de ces condensateurs.

Ce wiki est à peu près juste les bases sur ce qu'il faut rechercher sur un condensateur, il n'est en aucun cas complet. Pour en savoir plus sur l'un des composants électroniques courants, il existe une pléthore de bons cours en ligne et hors ligne disponibles.