マルチメータを使用して静電容量を測定する方法は？

デジタルマルチメータによる静電容量の測定

コンデンサの静電容量を正確に測定するには、インダクタンス（L）、静電容量（C）、抵抗（R）を正確に測定できるLCRメータなどの高価な機器が必要です。周波数などのさまざまなパラメータを考慮に入れます。デジタルマルチメータ（DMM）も静電容量をある程度の精度で測定できますが、その範囲は非常に狭いです。

静電容量

静電容量は、電荷の形でエネルギーを蓄えるコンデンサの能力です。誘電体フィルムで分離された2枚の導電性プレートの間に保管します。

ファラッドでの測定です。 1ファラッドの静電容量は、1ボルトの電位差が印加されたときにコンデンサに蓄積された電荷の1クーロンに相当します。 1つのファラッドは非常に大きな単位です。したがって、静電容量は通常、マイクロファラッド（μF）とミリファラッド（mF）で測定されます。

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動作原理

マルチメータは、既知の電流でコンデンサを充電することにより、静電容量を測定します。基本的に、コンデンサ両端の電圧の上昇率を測定します。電圧の割合は静電容量に反比例します。

I _C =C dV / dt

場所

I _C =コンデンサ電流（メーターによって供給される既知の電流）
C=静電容量
dV /dt=電圧変化率

電圧の上昇が遅い場合、静電容量は大きくなり、その逆も同様です。 DMMは、広範囲の静電容量測定をサポートしていません。

注意

コンデンサは、電源を取り外した後でも電荷を蓄積します。コンデンサに触れたり、メーターに接続したりする前に、コンデンサを放電することが重要です。まず、回路に接続されている電源を取り外します。コンデンサを安全に放電するには、端子間に抵抗を接続します。まともなコンデンサは人に衝撃を与えるのに十分な電荷を持っており、内部回路を介して放電することでメーターに損傷を与える可能性があります。

静電容量の測定

静電容量は、静電容量「-|（-」または「F」測定を備えた安価なデジタルマルチメータで測定できます。これは、あまり正確ではない大まかな測定値を提供できます。正確な測定のために、非常に高価なLCRメーターを使用しており、ESR（等価直列抵抗）を使用することで、コンデンサが搭載されているときの静電容量を測定することもできます。

デジタルまたはアナログマルチメータを使用して、電圧、電流、抵抗、静電容量、周波数温度、導通などの複数の電気量を測定し、電気および抵抗器、コンデンサー、ダイオード、トランジスター、ケーブル＆ワイヤーなどの電子部品。次のマルチメーターチュートリアルでは、DMMを使用してコンデンサーの静電容量の正確な値を測定する方法を示します。

方法1：

これは、デジタルマルチメータを使用した静電容量測定のステップバイステップガイドです

まず、回路に供給されている電源をオフにします。両端の電圧を測定して、電源がオフになっていることを確認します。 0ボルトを読み取る必要があります。
コンデンサの目視検査を行います。欠陥のあるコンデンサには、漏れ、膨らみ、および亀裂がある可能性があります。故障している場合は交換するか、次の手順に従ってください。
コンデンサの端子間に抵抗を接続して、コンデンサを安全に放電します。安全な放電のために適切な抵抗器（5ワットの抵抗器）を使用してください。

コンデンサが回路内にある場合は、必ず慎重に取り外してください。他の並列コンポーネントが原因で、回路内で不正確な読み取り値が得られます。

ダイヤルを静電容量記号「-|（-」または「F」に回します。他の機能とスポットを共有している場合は、「シフト」ボタンを押して2次機能をアクティブにします。

ダイヤルからおおよその範囲設定を選択します。一部のDMMには自動範囲機能があります。
黒いプローブを「COM」ポートに挿入し、赤いプローブを「-|（-」でマークされた正しい赤いポートに挿入します。

注：一部のDMMには、下の図に示すように、コンデンサを配置するための専用ポートがあります。

「REL」ボタンを押します（メーターにある場合）。テストリードの静電容量を差し引きます。小さな静電容量の正確で正確な読み取りを証明するのに役立ちます。

黒いリード線をコンデンサのマイナス（-）レッグに接続し、赤いリード線をプラス（+）レッグに接続します。

無極性コンデンサには極性がありません。極性コンデンサには、「a –負の端子の近くにあるマークの付いたストリップ」や「長い方の脚が正の端子」などの負と正の端子の識別があります。

メーターがコンデンサの充電を開始します。したがって、ディスプレイの読み取り値が安定するまで待ちます。「OL」と表示されている場合は、メーターの範囲を広げてください。
それでも「OL」が表示される場合は、静電容量がメーターの範囲外であるか、コンデンサーに障害があります。
測定が終了したら、最初に赤いプローブを取り外し、次に黒いプローブを取り外します。
マルチメータのスイッチを切るか、ダイヤルを電圧測定に回します。

方法2：

これを行うには、バッテリー（目的のコンデンサの定格電圧よりも低い）、既知の値の抵抗（10kΩなど）、ストップウォッチ、マルチメーターが必要です。通常、電圧定格はコンデンサの銘板に印刷されています。コンデンサを供給電圧の約63.2％で充電し、読み取り値を記録します。

これを行うには、次の手順に従います

コンデンサを切断して完全に放電します
バッテリーとコンデンサのプラス端子に10kΩを直列に接続します。
9Vバッテリーとマルチメーターをコンデンサーに接続して充電し、ストップウォッチを開始します。
マルチメータが5.7Vを示したら、時計を停止し、秒単位で読み取り値を記録します。
次に、次の例に従って、静電容量の値を確認します。

たとえば、16V、470μFの定格コンデンサがあります。供給電圧が9Vの場合、次に 63.2％ 供給電圧の約5.7V 。コンデンサの充電を開始し、ストップウォッチも開始します。マルチメータが5.7Vを示したら、ストップウォッチを停止し、時間を秒単位で記録します。時間が4.7秒だったとしましょう。

次に、時定数の式を適用して、静電容量の値を計算します。

τ=RC

C=τ/R

ここで、Cは静電容量、Rはオーム単位の抵抗、τは秒単位の時間です。

値を入力する

C=τ/R
C =4.7s/10000Ω
C =4.7s/10000Ω
C =0.00047
C =47mF
C=470μF

重要なポイント

静電容量の測定中は、テストリードの先端に触れないでください。読み取りにエラーが発生する可能性があります。
一部のマルチメータは、静電容量の測定にテストリードを使用しません。特別なポートがあります。
コンデンサを放電するために端子を短絡しないでください。コンデンサが破損する恐れがあります。抵抗器を使用してください。
分極コンデンサの極性を忘れないでください。
コンデンサが回路に接続されている間は、静電容量を測定しないでください。ただし、LCRメータを使用して、回路内の静電容量を測定できます。
アナログマルチメータ 定電流を供給する電源がありません。したがって、静電容量を測定することはできません。ただし、コンデンサのテストには使用できます。。
ひび、膨らみ、または漏れがある場合。充電しないでください。故障しているため爆発する可能性があります。
デジタルマルチメータは正確な測定を提供できませんが、大まかな測定値を提供します。
静電容量が非常に小さい場合は「REL」モードを使用して、より正確な読み取り値を取得します。
LCRメータは正確で正確な静電容量測定に使用されます。

静電容量測定の重要性

コンデンサの寿命は限られており、継続して使用すると静電容量が減少します。システム内のコンポーネントの動作に影響を与える可能性があり、極端な場合には爆発する可能性があります。

静電容量の測定により、コンデンサの実際の状態がわかります。
コンデンサが故障しているかどうかを示します。故障したコンデンサは、短絡しているか、開いているか、予想よりも静電容量が小さい可能性があります。
コンデンサには値が記されています。値がその範囲内にあるかどうかを確認する必要があります。そうでない場合、それらは欠陥があります。
コンデンサに欠陥があると、システムが誤動作する可能性があります。
短いコンデンサは、ヒューズで保護されていない場合、他のコンポーネントを飛ばす可能性があります。
コンデンサが開いていると、他のコンポーネントへの供給が停止する可能性があります。
コンデンサが故障しているため、コンデンサ始動モーターを始動できません。
単相モーターは、コンデンサーの故障により、速度が低下し、ノイズが発生する可能性があります。
コンデンサの静電容量の1つが劣化すると、電力補正ユニットが正常に動作しなくなります。
物理的に劣化したコンデンサは爆発する可能性があります。

注：この投稿はwww.electricaltechnology.orgによって公開されています