Wie man einen Kondensator mit einem Multimeter prüft: Regeln und Besonderheiten der Messung

Kondensatoren sind in verschiedenen Geräten vorhanden. Sie sind auch häufig die Ursache von Fehlfunktionen. Um das defekte Bauteil schnell zu identifizieren und auszutauschen, muss man wissen, wie man einen Kondensator mit einem Multimeter prüft, da dies die einfachste Methode ist.

Wir erklären, wie Sie ein preiswertes, aber funktionelles Gerät zur Identifizierung defekter Bauteile einsetzen. Im vorliegenden Artikel werden die Arten von Kondensatoren und die Vorgehensweise bei der Prüfung beschrieben. Mit unseren Tipps finden Sie mühelos das “schwächste Glied” im Stromkreis.

Was ist ein Kondensator und wozu dient er?

Die Industrie stellt Kondensatoren verschiedenster Typen her, die in vielen Branchen eingesetzt werden. Sie werden im Automobil- und Maschinenbau, in der Funktechnik und Elektronik, im Gerätebau und bei der Herstellung von Haushaltsgeräten benötigt.

Kondensatoren sind eine Art "Energiespeicher", die bei kurzzeitigen Stromausfällen Energie abgeben. Darüber hinaus filtern bestimmte Typen dieser Bauteile Nutzsignale und legen die Frequenz signalerzeugender Geräte fest. Der Entlade-Ladezyklus eines Kondensators ist sehr schnell.

Ein elektrisches Bauteil wie ein Kondensator besteht aus zwei Leitern (stromführenden Platten), die durch ein Dielektrikum voneinander getrennt sind. In einen Gleichstromkreis darf er nicht eingebaut werden, da dies einem Unterbrechen gleichkäme.

In einem Wechselstromkreis werden die Platten des Kondensators abwechselnd mit der Frequenz des fließenden Stroms umgeladen. Dies erklärt sich dadurch, dass an den Klemmen einer solchen Stromquelle periodisch ein Spannungswechsel stattfindet. Das Ergebnis dieser Umwandlungen ist ein Wechselstrom im Kreis.

Ebenso wie ein Widerstand und eine Spule zeigt ein Kondensator einen Widerstand gegenüber Wechselstrom, aber für Ströme unterschiedlicher Frequenzen ist er unterschiedlich. Zum Beispiel kann er hochfrequente Ströme gut durchlassen, während er für niederfrequente Ströme fast wie ein Isolator wirkt.

Der Widerstand eines Kondensators hängt von seiner Kapazität und der Frequenz des Stroms ab. Je größer diese beiden Parameter sind, desto niedriger ist sein kapazitiver Widerstand.

Polare und nichtpolare Varianten

Unter der großen Anzahl von Kondensatoren werden zwei Haupttypen unterschieden: polare (Elektrolytkondensatoren) und unpolare. Als Dielektrikum in diesen Bauteilen werden Papier, Glas, Luft verwendet.

Besonderheiten von polaren Kondensatoren

Der Name "polar" spricht für sich – sie haben eine Polarität und sind elektrolytisch. Beim Einbau in eine Schaltung muss diese genau eingehalten werden – streng "+" zu "+" und "-" zu "-". Wenn diese Regel ignoriert wird, funktioniert das Bauteil nicht nur nicht, sondern kann sogar explodieren. Der Elektrolyt kann flüssig oder fest sein.

Als Dielektrikum dient hier mit Elektrolyt getränktes Papier. Die Kapazität der Bauteile liegt zwischen 0,1 und 100.000 µF.

Der Zweck polarer Kondensatoren ist die Filterung und Glättung von Signalen. Der Pluspol hat eine etwas größere Länge. Die Minus-Markierung ist auf dem Gehäuse angebracht.

Wenn die Platten kurzgeschlossen werden, entsteht Wärme. Unter deren Einwirkung verdampft der Elektrolyt und es kommt zu einer Explosion.

Moderne Kondensatoren haben oben eine kleine Vertiefung und ein Kreuz. Die Dicke des eingedrückten Bereichs ist geringer als die der übrigen Deckelfläche. Bei einer Explosion öffnet sich der obere Teil wie eine Rose. Aus diesem Grund kann man an den Stirnseiten des Gehäuses eines defekten Elements Aufblähungen beobachten.

Unterschiede nichtpolarer Kondensatoren

Unpolare Folienkondensatoren haben ein Dielektrikum aus Glas oder Keramik. Im Vergleich zu Elektrolytkondensatoren haben sie eine geringere Selbstentladung (Leckstrom). Dies liegt daran, dass Keramik einen höheren Widerstand als Papier hat.

Die Einhaltung der Polarität beim Einbau eines unpolaren Kondensators in die Schaltung ist nicht erforderlich. Oft sind sie einfach mikroskopisch klein und werden in manchen Projekten in großen Mengen eingesetzt.

Alle Kondensatoren werden in Bauteile für allgemeine Zwecke und spezielle unterteilt, die sein können:

1. Hochspannungskondensatoren. Sie werden in Hochspannungsgeräten verwendet. Sie werden in verschiedenen Ausführungen hergestellt. Es gibt keramische, Folien-, Öl- und Vakuum-Hochspannungskondensatoren. Sie unterscheiden sich erheblich von normalen Bauteilen und der Zugang zu ihnen ist eingeschränkt.
2. Startkondensatoren. Sie werden in Elektromotoren verwendet, um deren zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Sie erhöhen das Anlaufmoment des Motors, beispielsweise einer Pumpstation oder eines Kompressors beim Start.
3. Impulskondensatoren. Sie sind dazu bestimmt, einen starken Spannungssprung und dessen Übertragung auf die Empfängerplatte des Geräts zu erzeugen.
4. Dosimeterkondensatoren. Sie wurden für den Betrieb in Schaltungen entwickelt, in denen die Strombelastung gering ist. Sie haben eine sehr geringe Selbstentladung und einen hohen Isolationswiderstand. Meistens handelt es sich um Fluorkunststoffelemente.
5. Entstörkondensatoren. Sie dämpfen den elektromagnetischen Hintergrund in einem großen Frequenzbereich. Sie zeichnen sich durch eine geringe Eigeninduktivität aus, wodurch die Resonanzfrequenz erhöht und der Bereich der unterdrückten Frequenzen erweitert werden kann.

Prozentual gesehen treten die meisten Ausfälle von Bauteilen auf, wenn eine Spannung angelegt wird, die die Nennspannung überschreitet. Auch Konstruktionsfehler können zu Störungen führen.

Wenn das Dielektrikum seine Eigenschaften ändert, kommt es ebenfalls zu einer Fehlfunktion des Kondensators. Dies geschieht, wenn es ausläuft, austrocknet oder Risse bekommt. Die Kapazität ändert sich dabei sofort. Sie kann nur mit Messgeräten gemessen werden.

Vorgehensweise bei der Prüfung mit dem Multimeter

Die Prüfung von Kondensatoren sollte vorzugsweise nach dem Ausbau aus der elektrischen Schaltung erfolgen. So lassen sich genauere Werte erzielen.

Einfache Bauteile mit variabler oder fester Kapazität fallen sehr selten aus. Hier können nur die stromführenden Platten mechanisch beschädigt werden. Am häufigsten sind elektrolytische Dielektrikumselemente von Defekten betroffen.

Die Haupteigenschaft aller Kondensatoren ist, dass sie ausschließlich Wechselstrom durchlassen. Gleichstrom leitet ein Kondensator nur ganz zu Beginn für eine sehr kurze Zeit durch. Sein Widerstand hängt von der Kapazität ab.

Wie prüft man einen polaren Kondensator?

Bei der Prüfung des Bauteils mit einem Multimeter muss die Bedingung erfüllt sein, dass die Kapazität größer als 0,25 µF ist.

Die Messtechnik zur Fehlererkennung eines Kondensators mit einem Multimeter ist wie folgt:

1. Nehmen Sie den Kondensator an den Beinen und schließen Sie ihn mit einem metallischen Gegenstand, zum Beispiel einer Pinzette oder einem Schraubendreher, kurz. Diese Aktion ist notwendig, um das Bauteil zu entladen. Dass dies geschehen ist, zeigt das Auftreten eines Funkens.
2. Stellen Sie den Schalter des Multimeters auf Durchgangsprüfung oder Widerstandsmessung.
3. Berühren Sie mit den Messspitzen die Anschlüsse des Kondensators unter Beachtung der Polarität – an den Pluspol führen Sie die rote Messspitze, an den Minuspol die schwarze. Dabei wird ein Gleichstrom erzeugt, folglich wird der Widerstand des Kondensators nach einer gewissen Zeit minimal.

Während die Messspitzen an den Anschlüssen des Kondensators anliegen, wird er aufgeladen, und sein Widerstand steigt weiter an, bis er ein Maximum erreicht.

Die Prüfung führen Sie besser mit einem analogen Multimeter durch. In diesem Fall können Sie das Verhalten der Nadel beobachten, anstatt das Flackern der Ziffern auf einem digitalen Gerät. Das ist viel bequemer.

Wenn das Multimeter bei Kontakt mit den Messspitzen zu piepen beginnt und die Nadel auf dem Nullpunkt stehen bleibt, deutet dies auf einen Kurzschluss hin. Dieser war die Ursache für die Fehlfunktion des Kondensators. Wenn die Nadel auf dem Zifferblatt sofort 1 anzeigt, liegt ein interner Leitungsbruch im Kondensator vor.

Solche Kondensatoren gelten als defekt und müssen ausgetauscht werden. Wenn die «1» erst nach einiger Zeit erscheint, ist das Bauteil in Ordnung.

Es ist wichtig, die Messungen so durchzuführen, dass ein fehlerhaftes Verhalten die Messqualität nicht beeinträchtigt. Während des Vorgangs dürfen Sie die Messspitzen nicht mit den Händen berühren. Der menschliche Körper hat einen sehr geringen Widerstand, und der entsprechende Ableitungsstrom übersteigt diesen um ein Vielfaches.

Der Strom fließt auf dem Weg des geringeren Widerstands am Kondensator vorbei. Folglich zeigt das Multimeter ein Ergebnis an, das nichts mit dem Kondensator zu tun hat. Den Kondensator können Sie auch mit einer Glühlampe entladen. In diesem Fall verläuft der Vorgang gleichmäßiger.

Das Entladen des Kondensators ist unbedingt erforderlich, insbesondere wenn das Bauteil hochspannungsfähig ist. Dies geschieht aus Sicherheitsgründen und um zu vermeiden, dass das Multimeter beschädigt wird. Die Restspannung am Kondensator könnte es zerstören.

Untersuchung eines nichtpolaren Kondensators

Unpolare Kondensatoren sind mit einem Multimeter noch einfacher zu prüfen. Stellen Sie zuerst am Gerät den Messbereich auf Megohm ein. Berühren Sie dann mit den Messspitzen. Wenn der Widerstand kleiner als 2 MΩ ist, ist der Kondensator höchstwahrscheinlich defekt.

Bei der Prüfung von unpolaren Kondensatoren wird die Polarität nicht beachtet. Zur Veranschaulichung nehmen Sie am besten zwei Kondensatoren, einen funktionsfähigen und einen defekten. Durch Vergleich der Ergebnisse können Sie genauer auf die Funktionsfähigkeit des Bauteils schließen.

Während des Ladens des Elements mit einem Multimeter kann seine Funktionsfähigkeit überprüft werden, wenn die Kapazität ab 0,5 µF beträgt. Ist dieser Parameter kleiner, sind die Veränderungen am Gerät nicht erkennbar. Falls es dennoch erforderlich ist, ein Element mit weniger als 0,5 µF zu prüfen, ist dies mit einem Multimeter möglich, jedoch nur auf Kurzschluss zwischen den Platten.

Wenn ein ungepolter Kondensator mit einer Spannung von über 400 V geprüft werden muss, kann dies unter der Bedingung erfolgen, dass er von einer Quelle geladen wird, die durch einen automatischen Schutzschalter gegen Kurzschluss geschützt ist. In Reihe mit dem Kondensator wird ein Widerstand mit einem Widerstandswert von mehr als 100 Ohm angeschlossen. Eine solche Lösung begrenzt den anfänglichen Stromstoß.

Es gibt auch eine Methode zur Bestimmung der Funktionsfähigkeit eines Kondensators, die Funkenprüfung. Dabei wird er auf den Betriebskapazitätswert aufgeladen, dann werden die Anschlüsse mit einem Metallschraubendreher mit isoliertem Griff kurzgeschlossen. Die Funktionsfähigkeit wird anhand der Stärke der Entladung beurteilt.

Bei der Prüfung eines Elements, das für den Betrieb in einem 220-V-Netz ausgelegt ist, dürfen die Sicherheitsmaßnahmen nicht vergessen werden. Die Kapazität muss über einen Widerstand von 10 kOhm entladen werden.

Sofort nach dem Laden und nach einiger Zeit wird die Spannung an den Anschlüssen des Bauteils gemessen. Wichtig ist, dass die Ladung lange erhalten bleibt. Danach ist eine Entladung des Kondensators über den Widerstand erforderlich, über den er geladen wurde.

Messen der Kapazität eines Kondensators

Die Kapazität ist eine der wichtigsten Eigenschaften eines Kondensators. Sie muss gemessen werden, um sicherzustellen, dass das Element Ladung speichert und gut hält.

Um die Funktionsfähigkeit des Elements zu überprüfen, muss dieser Parameter gemessen und mit dem auf dem Gehäuse angegebenen Wert verglichen werden. Bevor Sie einen Kondensator auf seine Funktion prüfen, müssen Sie einige Besonderheiten dieses Verfahrens berücksichtigen.

Wenn Sie versuchen, die Messung mit den Messspitzen durchzuführen, können Sie möglicherweise nicht die gewünschten Ergebnisse erzielen. Das Einzige, was festgestellt werden kann, ist, ob dieser Kondensator funktioniert oder nicht. Dazu wählen Sie den Durchgangsprüfmodus und berühren mit den Messspitzen die Anschlüsse.

Wenn Sie ein Piepen hören, tauschen Sie die Messspitzen aus; das Geräusch sollte sich wiederholen. Es ist bei einer Kapazität von 0,1 µF hörbar. Je größer dieser Wert ist, desto länger ist das Geräusch.

Wenn genaue Ergebnisse erforderlich sind, ist der beste Ausweg in dieser Situation die Verwendung eines Modells mit speziellen Kontaktflächen und der Möglichkeit, die Steckerposition zur Bestimmung der Kapazität des Elements einzustellen.

Die Kontaktflächen sind spezielle Anschlüsse, die mit der Buchstabenkombination „-CX+“ gekennzeichnet sind. Das Minus und Plus vor den Buchstaben geben die Anschlusspolarität an.

Sie stellen das Gerät auf den auf dem Kondensatorgehäuse angegebenen Nennwert ein. Sie setzen den Kondensator in die dafür vorgesehenen „Buchsen“ ein, nachdem Sie ihn zuvor mit einem Metallgegenstand entladen haben.

Auf dem Display sollte ein Kapazitätswert angezeigt werden, der ungefähr dem Nennwert entspricht. Wenn dies nicht der Fall ist, wird daraus geschlossen, dass das Bauteil defekt ist. Es ist darauf zu achten, dass sich eine neue Batterie im Gerät befindet. Dies gewährleistet genauere Messwerte.

Spannungsmessung mit dem Multimeter

Die Funktionsfähigkeit eines Kondensators kann auch durch Messen der Spannung und Vergleich des Ergebnisses mit dem Nennwert überprüft werden. Für die Prüfung wird eine Spannungsquelle benötigt. Deren Spannung sollte etwas niedriger sein als die des zu prüfenden Bauteils.

Wenn der Kondensator also 25 V hat, reicht eine 9-Volt-Quelle aus. Die Messspitzen werden unter Beachtung der Polarität an die Anschlüsse angeschlossen, und man wartet eine gewisse Zeit – buchstäblich einige Sekunden.

Wenn auf den Kondensator eine Garantie gewährt wird, bedeutet dies, dass seine Parameter innerhalb eines bestimmten Zeitraums nicht um mehr als 20 % von den Nennwerten abweichen.

Es kommt vor, dass die Zeit abgelaufen ist, das abgelaufene Bauteil aber noch funktionsfähig ist, obwohl seine Eigenschaften andere sind. In diesem Fall muss es ständig überwacht werden.

Das Multimeter wird auf den Spannungsmessmodus eingestellt und die Prüfung durchgeführt. Wenn fast sofort ein Wert erscheint, der dem Nennwert entspricht, ist das Bauteil für die weitere Verwendung geeignet. Andernfalls muss der Kondensator ausgetauscht werden.

Prüfung von Kondensatoren ohne Auslöten

Kondensatoren müssen zum Prüfen nicht aus der Platine ausgelötet werden. Die einzige Bedingung ist, dass die Platine stromlos sein muss. Nach dem Stromlosmachen muss man etwas warten, bis sich die Kondensatoren entladen haben.

Es ist zu beachten, dass ohne Auslöten des Bauteils aus der Platine kein 100%iges Ergebnis erzielt werden kann. Die nahegelegenen Bauteile beeinträchtigen die vollständige Prüfung. Man kann sich nur von der Abwesenheit eines Durchschlags überzeugen.

Um die Funktionstüchtigkeit eines Kondensators ohne Auslöten zu prüfen, werden die Messspitzen einfach an die Anschlüsse des Kondensators gehalten, um den Widerstand zu messen. Je nach Kondensatortyp unterscheidet sich auch die Messung dieses Parameters.

Empfehlungen zur Kondensatorprüfung

Kondensatorbauteile haben eine unangenehme Eigenschaft: Nach dem Löten unter Hitzeeinwirkung erholen sie sich nur sehr selten. Gleichzeitig kann ein Bauteil nur dann qualitativ geprüft werden, wenn es aus der Schaltung ausgelötet wird. Andernfalls wird es von benachbarten Bauteilen überbrückt. Aus diesem Grund sind einige Nuancen zu beachten.

Nachdem der geprüfte Kondensator in die Schaltung eingelötet wurde, muss das zu reparierende Gerät in Betrieb genommen werden. Dies ermöglicht es, seine Funktion zu beobachten. Wenn seine Funktionsfähigkeit wiederhergestellt ist oder es besser funktioniert, wird das geprüfte Bauteil durch ein neues ersetzt.

Das Kombinationsgerät Multimeter, insbesondere mit einem Kapazitätsprüfmodus ausgestattet, ermöglicht eine genaue, schnelle und vor allem zuverlässige Prüfung von Kondensatorbauteilen.

Um die Prüfung zu verkürzen, wird nicht beide, sondern nur einer der Anschlüsse des Kondensators ausgelötet. Es ist zu beachten, dass diese Option für die meisten Elektrolytkondensatoren aufgrund der konstruktiven Eigenschaften des Gehäuses nicht geeignet ist.

Wenn die Schaltung komplex ist und viele Kondensatoren enthält, wird der Fehler durch Messung der Spannung an ihnen ermittelt. Wenn der Parameter nicht den Anforderungen entspricht, muss das verdächtige Element entfernt und überprüft werden.

Wenn Störungen in der Schaltung festgestellt werden, sollte das Herstellungsdatum des Kondensators überprüft werden. Das Austrocknen des Elements beträgt innerhalb von 5 Betriebsjahren durchschnittlich etwa 65 %. Ein solches Teil sollte, auch wenn es funktionsfähig ist, besser ersetzt werden. Andernfalls wird es die Funktion der Schaltung beeinträchtigen.

Bei Multimetern der neuen Generation liegt das Maximum für die Kapazitätsmessung bei bis zu 200 µF. Wird dieser Wert überschritten, kann das Prüfgerät ausfallen, obwohl es mit einer Sicherung ausgestattet ist. In Geräten der letzten Generation werden SMD-Elektrolytkondensatoren verwendet. Sie zeichnen sich durch sehr kleine Abmessungen aus.

Unter den Kondensatoren in SMD-Gehäusen ist die Serie FK die beliebteste. Sie haben eine maximale Kapazität von 1500 mF und eine maximale Betriebsspannung von 100 V. Sie besitzen ein Automobilzertifikat AEC-Q200.

Es ist sehr schwierig, einen der Anschlüsse eines solchen Elements auszulöten. Hier ist es besser, einen Anschluss nach dem Auslöten anzuheben und vom Rest der Schaltung zu isolieren oder beide Anschlüsse zu trennen.

Wie Sie mit einem Multimeter die Spannung an der Steckdose überprüfen, erfahren Sie in folgenden Artikel, den wir sehr empfehlen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Video #1. Ausführliche Anleitung zur Prüfung eines Kondensators mit einem Multimeter:

Video #2. Überprüfung des Kondensators auf der Platine:

Obwohl es sich nicht um ein spezialisiertes Gerät handelt und seine Grenzen begrenzt sind, reicht es für die Untersuchung und Reparatur einer großen Anzahl beliebter Funkelektronikgeräte aus.

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