Kuinka kertoa elektrolyyttikondensaattorin napaisuus

Sisältö

• Kondensaattorin polaarisuuden määrittäminen
• vinkkejä
• Elektrolyyttikondensaattorin ominaisuudet
• Turvatoimenpiteet kapasitanssin mittaamisessa
• Elektrolyyttikondensaattorisymboli
• Sähkökapasitanssin laskeminen
• Kapasitanssin mittaus kokeellisesti
• Sovellukset kapasitanssin mittaamiseen
• Elektrolyyttikondensaattorien rakentaminen
• Alumiini elektrolyyttikondensaattorit
• Elektrolyytit alumiinielektrolyyttikondensaattoreissa
• Niobium- ja tantaalikondensaattorit

Kondensaattoreilla on erilaisia ​​malleja käytettäväksi laskentasovelluksissa ja sähköisen signaalin suodattamisessa piireissä. Huolimatta eroista tavat, joilla niitä rakennetaan ja mihin niitä käytetään, toimivat kaikki samojen sähkökemiallisten periaatteiden mukaisesti.

Kun insinöörit rakentavat niitä, he ottavat huomioon määrät, kuten kapasitanssiarvon, nimellisjännitteen, käänteisjännitteen ja vuotovirran varmistaakseen, että ne ovat ihanteellisia käyttötarkoituksiinsa. Kun haluat tallentaa suuren määrän latausta sähköpiiriin, opi lisää elektrolyyttikondensaattoreista.

Kondensaattorin polaarisuuden määrittäminen

Kondensaattorin napaisuuden selvittämiseksi elektrolyyttikondensaattorin raita kertoo negatiivisen pään. Aksiaalipitoisissa kondensaattoreissa (joissa johdot tulevat ulos kondensaattorin vastakkaisista päistä) voi olla nuole, joka osoittaa negatiiviseen päähän, symboloimalla varauksen virtausta.

Varmista, että tiedät kondensaattorin napaisuuden, jotta voit kiinnittää sen sähköpiiriin oikeaan suuntaan. Väärään suuntaan kiinnittäminen voi aiheuttaa oikosulun tai ylikuumenemisen.

vinkkejä

Joissain tapauksissa kondensaattorin positiivinen pää voi olla pidempi kuin negatiivinen, mutta sinun on oltava varovainen tämän kriteerin suhteen, koska monien kondensaattoreiden johdot on leikattu. Tantaalikondensaattorilla voi joskus olla plus (+) -merkki, joka osoittaa positiivisen pään.

Joitakin elektrolyyttikondensaattoreita voidaan käyttää bipolaarisella tavalla, joka sallii niiden kääntää napaisuus tarvittaessa. He tekevät tämän vaihtamalla varausvirtauksen vaihtovirtapiirin (AC) läpi.

Jotkut elektrolyyttikondensaattorit on tarkoitettu bipolaariseen toimintaan polarisoimattomilla menetelmillä. Nämä kondensaattorit on rakennettu kahdella anodilevyllä, jotka on kytketty käänteisnapaisuuteen. Vaihtosyklin peräkkäisissä osissa yksi oksidi toimii estävänä dielektrisenä aineena. Se estää vastavirran tuhoamasta vastakkaista elektrolyyttiä.

Elektrolyyttikondensaattorin ominaisuudet

Elektrolyyttinen kondensaattori käyttää elektrolyyttiä kapasitanssin määrän lisäämiseen tai sen kykyyn varastoida varausta, jonka se voi saavuttaa. Ne ovat polarisoituneita, mikä tarkoittaa, että heidän latauksensa jakautuvat jakeluun, jonka avulla he voivat tallentaa latauksen. Elektrolyytti on tässä tapauksessa neste tai geeli, jossa on suuri määrä ioneja, mikä tekee siitä helposti varautuvan.

Kun elektrolyyttikondensaattorit ovat polarisoituneita, positiivisen navan jännite tai potentiaali on suurempi kuin negatiivisella, jolloin varaus virtaa vapaasti koko kondensaattorin läpi.

Kun kondensaattori on polarisoitunut, se on yleensä merkitty miinusllä (-) tai plus (+) negatiivisten ja positiivisten päiden osoittamiseksi. Kiinnitä huomiota tähän, koska jos kytket kondensaattorin virtapiiriin väärin, se voi oikosulkea, kuten sisään, kondensaattorin läpi virtaa niin suuri virta, että se voi vaurioittaa sitä pysyvästi.

Vaikka suuri kapasitanssi antaa elektrolyyttikondensaattoreille varastoida suurempia määriä varauksia, ne voivat altistaa vuotovirroille eivätkä välttämättä vastaa asianmukaisia ​​arvo toleransseja, kapasitanssin määrän sallitaan vaihdella käytännön tarkoituksissa. Tietyt suunnittelutekijät voivat myös rajoittaa elektrolyyttikondensaattorien käyttöikää, jos kondensaattorit ovat alttiita kulumaan helposti toistuvan käytön jälkeen.

Tämän elektrolyyttikondensaattorin polaarisuuden takia niiden on oltava ennakkoluulottomia. Tämä tarkoittaa, että kondensaattorin positiivisen pään on oltava korkeammalla jännitteellä kuin negatiivinen, jotta varaus virtaa piirin läpi positiivisesta päästä negatiiviseen päähän.

Kondensaattorin kiinnittäminen piiriin väärään suuntaan voi vaurioittaa alumiinioksidimateriaalia, joka eristää kondensaattorin tai itse oikosulun. Se voi myös aiheuttaa ylikuumenemista siten, että elektrolyytti kuumenee liikaa tai vuotaa.

Turvatoimenpiteet kapasitanssin mittaamisessa

Ennen kapasitanssin mittaamista sinun tulisi olla tietoinen turvatoimenpiteistä kondensaattoria käytettäessä. Jopa sen jälkeen kun irrotat virran piiristä, kondensaattori pysyy todennäköisesti jännitteisenä. Ennen kuin kosketat siihen, varmista, että kaikki virtapiirit on kytketty pois päältä yleismittarilla varmistaaksesi, että virta on katkaistu ja että olet purkanut kondensaattorin kytkemällä vastuksen kondensaattorijohtimien yli.

Kondensaattorin tyhjentämiseksi turvallisesti, kytke 5 watin vastus kondensaattorien liittimien yli viiden sekunnin ajan. Varmista yleismittarilla, että virta on katkaistu. Tarkasta kondensaattorista jatkuvasti vuodot, halkeamat ja muut kulumisen merkit.

Elektrolyyttikondensaattorisymboli

••• Syed Hussain Ather

Elektrolyyttinen kondensaattorisymboli on kondensaattorin yleinen symboli. Elektrolyyttikondensaattorit esitetään piirikaavioissa, kuten yllä olevassa kuvassa esitetään eurooppalaisille ja amerikkalaisille tyyleille. Plussa- ja miinusmerkit osoittavat positiiviset ja negatiiviset navat, anodin ja katodin.

Sähkökapasitanssin laskeminen

Koska kapasitanssi on elektrolyyttikondensaattorille ominainen arvo, voit laskea sen faradien yksikköinä C = e_R ε₀ Ilmoitus kahden levyn limittymisalueelle m², ε_R materiaalin mitaton dielektrinen vakio, ε₀ sähkövakiona faradeissa / metri ja d levyjen välisenä erona metreinä.

Kapasitanssin mittaus kokeellisesti

Voit mitata kapasitanssia yleismittarilla. Yleismittari toimii mittaamalla virta ja jännite ja käyttämällä näitä kahta arvoa kapasitanssin laskemiseen. Aseta yleismittari kapasitanssitilaan (tyypillisesti merkitty kapasitanssimerkillä).

Kun kondensaattori on kytketty piiriin ja sille on annettu tarpeeksi aikaa latautua, irrota se virtapiiristä noudattamalla juuri kuvattuja turvaohjeita.

Kytke kondensaattorin johdot yleismittarin liittimiin. Voit käyttää suhteellista tilaa mittaamaan testijohtojen kapasitanssin toisiinsa nähden. Tämä voi olla hyödyllinen pienille kapasitanssiarvoille, jotka voivat olla vaikeampia havaita.

Kokeile käyttää erilaisia ​​kapasitanssialueita, kunnes löydät lukeman, joka on tarkka sähköpiirin kokoonpanon perusteella.

Sovellukset kapasitanssin mittaamiseen

Insinöörit mittaavat yleismittarit kapasitanssin mittaamiseksi usein yksivaihemoottoreissa, laitteissa ja koneissa, joiden koko on pieni teollisuussovelluksissa. Yksivaiheiset moottorit toimivat luomalla vaihtovirta moottorin staattorikäämiin. Tämä antaa virran vuorotellen suuntaan virtaamalla staattorin käämin läpi sähkömagneettisen induktion lakien ja periaatteiden mukaisesti.

Erityisesti elektrolyyttikondensaattorit ovat parempia korkean kapasitanssin käyttöön, kuten virtalähdepiireihin ja tietokoneiden emolevyihin.

Moottorin indusoitu virta tuottaa sitten oman magneettisen vuonsa vastakohtana staattorin käämityksen virtaukselle. Koska yksivaihemoottorit voivat altistua ylikuumenemiselle ja muille ongelmille, on tarpeen tarkistaa niiden kapasitanssi ja kyky työskennellä yleismittarien avulla kapasitanssin mittaamiseksi.

Kondensaattorien toimintahäiriöt voivat rajoittaa niiden käyttöikää. Oikosuljetut kondensaattorit voivat jopa vahingoittaa osan osia siten, että se ei ehkä enää toimi.

Elektrolyyttikondensaattorien rakentaminen

Insinöörit rakentavat alumiinielektrolyyttikondensaattorit käyttämällä alumiinifolioita ja paperieristeitä, elektrolyyttiseen nesteeseen imeytyneitä laitteita, jotka aiheuttavat jännitteenvaihteluita vahingollisen tärinän estämiseksi. Ne peittävät tyypillisesti yhden kahdesta alumiinikalvosta oksidikerroksella kondensaattorin anodilla.

Kondensaattorin tässä osassa oleva oksidi aiheuttaa materiaalin menettämisen elektronien varauksen ja varastoinnin aikana. Katodilla materiaali saa elektronia elektrolyyttikondensaattorin rakenteen pelkistysprosessin aikana.

Sitten valmistajat jatkavat elektrolyytti-liotetun paperin niputtamista katodin kanssa kytkemällä ne toisiinsa sähköpiirissä ja kääntämällä ne sylinterimäiseen koteloon, joka on kytketty piiriin. Insinöörit päättävät yleensä asettaa paperin joko aksiaaliseen tai säteittäiseen suuntaan.

Aksiaaliset kondensaattorit on valmistettu yhdellä tapilla sylinterin kummassakin päässä, ja säteittäisissä malleissa käytetään molemmat tapit sylinterimäisen kotelon samalla puolella.

Levyn pinta-ala ja elektrolyyttinen paksuus määräävät kapasitanssin ja sallivat elektrolyyttikondensaattorien olla ihanteellisia ehdokkaita sovelluksiin, kuten audiovahvistimet. Alumiini-elektrolyyttikondensaattoreita käytetään virtalähteissä, tietokoneiden emolevyissä ja kotitalouslaitteissa.

Nämä ominaisuudet sallivat elektrolyyttikondensaattoreiden varastoida paljon enemmän varausta kuin muut kondensaattorit. Kaksikerroksiset kondensaattorit tai superkondensaattorit voivat saavuttaa jopa tuhansien faradien kapasitanssit.

Alumiini elektrolyyttikondensaattorit

Alumiinielektrolyyttikondensaattorit käyttävät kiinteää alumiinimateriaalia "venttiilin" luomiseen siten, että elektrolyyttisen nesteen positiivinen jännite antaa sen muodostaa oksidikerroksen, joka toimii eristeenä, eristävänä materiaalina, joka voidaan polarisoida estämään varausten virtaaminen. Insinöörit luovat nämä kondensaattorit alumiinianodilla. Tätä käytetään kondensaattorikerrosten valmistukseen, ja se on ihanteellinen varauksen varastointiin. Insinöörit käyttävät mangaanidioksidia katodin luomiseen.

Tämän tyyppiset elektrolyyttikondensaattorit voidaan edelleen jakaa osiin ohut tavallinen folio tyyppi ja syövytetty folio tyyppi. Tavallinen kalvotyyppi on sellainen, jota on juuri kuvattu, kun etsatut kalvotyyppiset kondensaattorit käyttävät alumiinioksidia anodilla ja katodikalvoja, jotka on etsattu pinta-alan ja lujuuden lisäämiseksi, joka on materiaalin kyky varastoida varausta.

Tämä lisää kapasitanssia, mutta myös estää materiaalien kykyä sietää suuria suoravirtauksia (DC), tyyppistä virtaa, joka kulkee yhdessä suunnassa piirissä.

Elektrolyytit alumiinielektrolyyttikondensaattoreissa

Alumiinikondensaattoreissa käytettävät elektrolyyttityypit voivat vaihdella kiinteiden, kiinteiden mangaanidioksidi- ja kiinteiden polymeerien välillä. Kiinteitä tai nestemäisiä elektrolyyttejä käytetään yleisesti, koska ne ovat suhteellisen halpoja ja sopivat monenlaisiin kokoihin, kapasitansseihin ja jännitearvoihin. Niissä on kuitenkin paljon energiahäviöitä, kun niitä käytetään piireissä. Etyleeniglykoli ja boorihapot muodostavat nestemäisiä elektrolyyttejä.

Myös muut liuottimet, kuten dimetyyliformamidi ja dimetyyliasetamidi, voidaan liuottaa veteen käyttöä varten. Tämän tyyppiset kondensaattorit voivat käyttää myös kiinteitä elektrolyyttejä, kuten mangaanidioksidia tai kiinteää polymeerielektrolyyttiä. Mangaanidioksidi on myös kustannustehokasta ja luotettavaa korkeissa lämpötiloissa ja kosteudessa. Niillä on vähemmän tasavirtavuotovirtaa ja suuri sähkönjohtavuus.

Elektrolyytit valitaan käsittelemään suuria hajoavuustekijöitä sekä elektrolyyttikondensaattorien yleisiä energiahäviöitä.

Niobium- ja tantaalikondensaattorit

Tantaalikondensaattoria käytetään enimmäkseen pinta-asennuslaitteissa laskennallisissa sovelluksissa sekä sotilas-, lääketieteellisissä ja avaruuslaitteissa.

Anodin tantaalimateriaali antaa niiden hapettua helposti kuten alumiinikondensaattoritkin, ja antaa myös heille mahdollisuuden hyötyä lisääntyneestä johtavuudesta, kun tantaalijauhetta painetaan johtavaan johtoon. Sitten oksidi muodostuu materiaalin pinnalle ja onteloihin. Tämä luo suuremman pinta-alan suuremmalle kyvylle varastoida varausta suuremmalla passitiivisuudella kuin alumiini.

Niobiumpohjaiset kondensaattorit käyttävät johdinjohtimen ympärillä olevaa materiaalia, joka käyttää hapettumista dielektrisen elementin luomiseen. Näillä dielektrikoilla on suurempi sallimiskyky kuin tantaalikondensaattoreilla, mutta ne käyttävät enemmän dielektristä paksuutta annetulle jännitearvolle. Näitä kondensaattoreita on käytetty viime aikoina useammin, koska tantaalikondensaattorit ovat kalliimpia.