デジタル・アナログマルチメータでコンデンサをテストする8つの実証済み方法
DMMとAMM(AVO)でコンデンサをチェック・テストする8つの方法
電気・電子のトラブルシューティングや修理作業では、「コンデンサをどうテスト・チェックすればよいか? 良品か、不良(ショート、オープン)か?」という共通の問題に直面します。
ここでは、アナログ(AVOメータ:アンペア、ボルト、オームメータ)およびデジタルマルチメータを使用して、コンデンサが良好な状態か、新品と交換すべきかを判断する方法を解説します。
注意: 静電容量の値を知るには、静電容量測定機能付きのアナログまたはデジタルマルチメータが必要です。
以下に、コンデンサが良品、不良、オープン、ショート、デッドのいずれかを判定する8つの方法を示します。
方法1:デジタルマルチメータの抵抗モードでテスト
DMM(デジタルマルチメータ)の抵抗「Ω」モードでコンデンサをテストする手順:
- コンデンサが完全に放電済みであることを確認する。
- メータをオームレンジに設定(最低1000Ω=1kΩ以上)。
- マルチメータのプローブをコンデンサ端子に接続(マイナスをマイナス、プラスをプラス)。
- DMMが一瞬数値を表示する。この読みをメモする。
- すぐに「OL」(オープンライン)または無限大「∞」に戻る。ステップ2の繰り返しで同じ結果ならコンデンサは良好。
- 変化がなければコンデンサはデッド(故障)。
方法2:アナログマルチメータのオームモードでチェック
AVO(アンペア、ボルト、オームメータ)の抵抗「Ω」モードでチェックする手順:
- 疑わしいコンデンサが完全に放電済みであることを確認。
- AVOメータを用意。
- ノブを回して抵抗「OHM」モードを選択(常に高いオームレンジを選択)。
- メータリードをコンデンサ端子に接続(COMを「-」、プラスを「+」)。
- 読みを取り、以下の結果と比較:
- ショートコンデンサ:非常に低い抵抗を示す。
- オープンコンデンサ:オームメータのスケールで針が動かない。
- 良好なコンデンサ:最初低抵抗を示し、徐々に無限大へ上昇。良好な状態。
方法3:マルチメータの静電容量モードでチェック
注意: 静電容量モードでのテストは、アナログまたはデジタルマルチメータにファラド「Farad」または静電容量「C」機能がある場合のみ可能。微小容量コンデンサのテストにも使用可。ノブを静電容量モードに合わせ、以下の基本手順に従う:
- コンデンサが完全に放電済みであることを確認。
- コンデンサを基板から取り外す。
- マルチメータで静電容量「C」を選択。
- コンデンサ端子をマルチメータリードに接続(赤をプラス、黒をマイナス)。
- 読みがコンデンサケース印刷の実測値に近ければ(許容差±10〜±20%を考慮)、良好。
- 著しく低い容量またはゼロならデッド、新品と交換必要。
方法4:シンプルな電圧計でテスト
極性・無極性コンデンサ双方に適用。コンデンサの公称電圧を知る必要あり。電解コンデンサはネームプレートに電圧表示、セラミック・SMDコンデンサは特定コードが印刷。セラミック・無極性コンデンサの値の読み方を参照。
デジタル・アナログマルチメータの直流電圧「V」モードでも実施可能。
- コンデンサの片方のリード(プラス長・マイナス短どちらでも)を回路から切り離す(完全に外しても可)。
- コンデンサの定格電圧を確認(例:16V)。
- 定格電圧未満で数秒間充電(例:16Vコンデンサに9V電池)。電池電圧が定格を超えると破損・破裂の恐れ。プラスをプラス、マイナスをマイナスに正しく接続。極性不明時はコンデンサのプラス・マイナス端子の見分け方を参照。
- ボルテメータを直流電圧レンジに設定し、コンデンサを接続(電池プラスをコンデンサプラス、マイナスをマイナス)。DMM・AMMとも可。
- ボルテメータの初期電圧読みを確認。供給電圧に近ければ良好。大幅に低ければデッド。コンデンサがボルテメータ内で放電するため、読みは極短時間。
注意: コンデンサ電圧は電池電圧より低くなければならない。超えると破裂・焼損の危険。
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方法5:時定数の測定値でテスト
コンデンサの静電容量値(µF)が印刷されており、破損・焼損していない場合、時定数(TCまたはτ=Tau)を測定して値を求められる。
簡単に言えば、既知の抵抗器を通じて充電する際、印加電圧の63.2%まで充電される時間をコンデンサの時定数(τ=Tau、RC時定数とも)と呼び、以下で計算:
τ = R × C
各記号:
- R = 既知抵抗値(Ω)
- C = 静電容量
- τ = タウ(時定数)
例:電源電圧9Vなら、63.2%は約5.7V。ストップウォッチで5.7V到達までの時間を測定。詳細は後述の例を参照。
オシロスコープを使えばマルチメータより精密に測定可能。
- コンデンサを基板から切り離し、放電する。
- 既知抵抗(例:5〜10kΩ)をコンデンサと直列接続。
- 既知電源電圧(例:12Vや9V)を直列回路に印加。
- コンデンサが印加電圧の63.2%まで充電される時間を測定(9Vなら約5.7V)。
- 既知抵抗値と測定時間から時定数式(τ = RC)で静電容量を計算。
- 計算値とコンデンサ印刷値を比較。
- 同一またはほぼ等しければ良好。顕著な差があれば故障、交換必要。
例: 16V、470µFコンデンサをテスト。電源9Vなら5.7Vが63.2%。充電開始と同時にストップウォッチスタート。5.7V表示でストップ。仮に4.7秒だった場合。
時定数式 τ = RC より C = τ / R
C = 4.7秒 / 10kΩ = 0.47mF = 470µF
計算値と印刷値を比較:
- ±10〜±20%以内の差なら良好。
- 顕著な差なら故障。
- この例ではほぼ一致、良好。
放電時間も利用可能。ピーク電圧の36.8%まで放電する時間を測定し、同じ式で計算。
知っておくと便利: コンデンサが印加電圧ピーク値の36.8%まで放電する時間も測定可能。放電時間を同じ式で用いて容量算出可。
方法6:導通テストモードでテスト
DMMとAVOメータの導通テストモードでも、コンデンサの良・オープン・ショートを判定可能。
- 電源を切り、コンデンサを基板から取り外す。
- 抵抗器を使ってコンデンサを完全放電。
- マルチメータを導通テストモードに設定。
- 赤プローブをアノード(+)、黒プローブをカソード(-)に接触。
- 導通表示(ビープ音やLED点灯)後、即座に「OL」(オープンライン)表示なら良好。
- 導通表示が出なければオープン。
- LED点灯・ビープ音が継続すればショート、新品交換必要。
方法7:目視・外観チェックでテスト
マルチメータなしで、外観上の兆候から不良コンデンサを判定する基本的アプローチ。
以下の状態があれば故障・損傷:
電解コンデンサの天面ベント膨らみ
電解コンデンサの天面ベント(K、T、X字形の弱点)は、故障時の圧力逃がし用。天面が膨らんでいれば、故障時にガス圧でベントが破られた証拠(電解液の黒・白・オレンジ色は材料による)。
底面膨らみとケース浮き
ガス圧が天面ベントを破らず底面へ逃げた場合、底面ゴムが押し出され底面膨らみ・ケース浮きが発生。
SMD・セラミックコンデンサのテスト
セラミックや小型SMDコンデンサで以下の兆候があれば故障、正しい部品と交換必要:
- ケースの割れ・ひび割れ
- ケースの焼損跡・損傷
- ケースに穴
- 端子の破損
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