テスターの使い方を学んでみようか -- コンデンサ容量とか

前回、テスターの使い方を学ぼうと色々と調べてみたら、初歩の初歩でさえ知らないことが多くてビックリ(というか、電圧の測り方しか知らなかったかも)。

今回は中級編の積りでいたけど、初歩から中級ってのは無理がありそうなので、初級編くらいかな。

コンデンサ容量の測定

先ずはコンデンサから。レンジレバーをコンデンサマークに合わせ、手元にあった22μFの電解コンデンサの容量を測定してみます。

電解コンデンサには極性があるので、黒に接続されたプローブをコンデンサの「-」表示のあるリードに接続し、赤のプローブをもう一方の「+」リードに接続します。

コンデンサー測定

表示された数値は23.97μF。ラベル容量より1割近く大きいですが、通常こんなもんなのかな?

ところで、表示される数値を見ていると少しずつ増えていくんです。コンデン容量って、安定しないものなのかなって思っていたら、次の手順で測定が行われるそうです。
  1. コンデンサの電荷をゼロにする。
  2. 一定の電流でコンデンサを充電する
  3. 所定の電圧に達するまでの充電時間を計測する
  4. 充電時間から容量を算出し表示し、以後1.に戻ってループ。
なるほど。ってことは、もう少し待っていたら計測結果は22μFに近づいていったのかもしれません。

因みに、電解コンデンサを長期間使っていると、「容量抜け」という現象で本来の容量のコンデンサでなくなってしまうことがあるそうです。

これが原因で電化製品が故障することも少なくないらしいので、電化製品が故障したら、先ずは基板上の電解コンデンサを疑ってみる?

LED(発光ダイオード)は発光色によって降下電圧が異なる

続いてダイオード特性の測定。

ダイオードは、アノード(+側)からカソード(-側)の方向にしか電流が流れない性質を持っていますが、順方向でもわずかながらに電圧が落ちる(電圧降下)そうです。

その降下電圧を知るための、あるいはダイオードが無事かどうかを知るためのレンジです。

さっそく実物で測定してみたいのですが、生憎と手元には普通の(?)ダイオードがありません。あるのはツェナーダイオードと発光ダイオード(LED)だけ。

ということで、ここではLEDの電圧降下を測定してみたいと思います。

以前、ブレッドボードで簡易LEDチェック装置を製作した際に、LEDの順電圧について触れましたが、この「順電圧(VF)」が電圧降下と呼ばれるものです。

順電圧は、LEDの発光色(LEDに使われている化合物の違い)によって異なるそうで、手元にあるLEDの定格値を前回調べてみたのが以下の数値です。

白色:VF=3.0〜3.4V、I=20mA (12000mcd〜14000mcd)   
青色:VF=3.0〜3.2V、I=20mA (5000mcd〜7000mcd)     
緑色:VF=3.0〜3.2V、I=20mA (20000mcd〜30000mcd)   
赤色:VF=1.9~2.1V、I=20mA (5000mcd~8000mcd)     
橙色:VF=1.9~2.1V、I=20mA (5000mcd~7000mcd)     

これは、LEDに20mAの電流を流したとき、白、青、緑では3V前後、赤と橙では2V前後の電圧降下があるってことです。逆に言えば、VF電圧をかけると20mAの電流が流れるという意味です。

実測値は、カタログ定格値よりも0.5V前後低めに

さて、実測値はどうでしょうか。

先ずは白色LEDから。他のLEDもそうですが、赤側のプローブをアノードに、黒側のプローブをカソードに繋ぐと、うっすらとLEDが点灯しますが、写真では分かりませんね。

LED白測定

続いて青色LED。白色も青色も、実測値では3Vまで行かず、2.6V台です。

LED青測定

色的には電圧降下の少ない赤色LEDは1.6V少し。

LED赤測定

こちらも色的には電圧降下の少ない橙色LED。1.7Vを少し下回るくらいです。

LED橙測定

どのLEDもカタログ定格値より0.5Vくらい低めの数値になっています。正直な話、測定の仕方に確信を持ってやっているわけではないので、もしかしたらやり方が間違ってるのかもしれません。

ただ、この測定値が正しいとすると、上記のLEDに接続する抵抗の大きさを間違えていたことになります。LEDに接続する抵抗の大きさを求めるには下記の式を使います。

抵抗(Ω)=(電源電圧-VF)÷望みの電流値(A)

例えば、乾電池3本(4.5V)で白色LEDに20mAの電流を流そうとして、VF=3.2Vで抵抗値を計算すると65Ωになります。

これが、VF=2.6Vだったとすると、LEDには30mA近くの電流が流れていたことに。

うーん、今後は抵抗の大きさをもう少し考えないとまずいかな。


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