1. Elektrolītiskie kondensatori
Elektrolītiskie kondensatori ir kondensatori, ko veido oksidācijas slānis uz elektroda, iedarbojoties elektrolītam kā izolācijas slānim, kam parasti ir liela ietilpība. Elektrolīts ir šķidrs, želejveida materiāls, kas bagāts ar joniem, un lielākā daļa elektrolītisko kondensatoru ir polāri, tas ir, strādājot, kondensatora pozitīvā elektroda spriegumam vienmēr jābūt augstākam par negatīvo spriegumu.
Elektrolītisko kondensatoru lielā kapacitāte tiek upurēta arī daudzu citu īpašību dēļ, piemēram, lielai noplūdes strāvai, lielai ekvivalentai virknes induktivitātei un pretestībai, lielai pielaides kļūdai un īsam mūžam.
Papildus polārajiem elektrolītiskajiem kondensatoriem ir arī nepolāri elektrolītiskie kondensatori. Zemāk redzamajā attēlā ir divu veidu 1000 uF, 16 V elektrolītiskie kondensatori. Starp tiem lielākais ir nepolārs, un mazākais ir polārs.
(Nepolāri un polāri elektrolītiskie kondensatori)
Elektrolītiskā kondensatora iekšpuse var būt šķidrs elektrolīts vai ciets polimērs, un elektroda materiāls parasti ir alumīnijs (alumīnijs) vai tantals (tandals). Tālāk ir parasts polārais alumīnija elektrolītiskais kondensators konstrukcijas iekšpusē, starp diviem elektrodu slāņiem ir elektrolītā samērcēts šķiedras papīra slānis, plus cilindrā pārvērsts izolācijas papīra slānis, kas noslēgts alumīnija apvalkā.
(Elektrolītiskā kondensatora iekšējā struktūra)
Izdalot elektrolītisko kondensatoru, var skaidri redzēt tā pamatstruktūru. Lai novērstu elektrolīta iztvaikošanu un noplūdi, kondensatora tapas daļa ir nostiprināta ar blīvgumiju.
Protams, attēlā redzama arī iekšējā tilpuma atšķirība starp polārajiem un nepolārajiem elektrolītiskajiem kondensatoriem. Tajā pašā jaudas un sprieguma līmenī nepolārais elektrolītiskais kondensators ir apmēram divas reizes lielāks par polāro.
(Nepolāro un polāro elektrolītisko kondensatoru iekšējā struktūra)
Šī atšķirība galvenokārt izriet no lielajām elektrodu laukuma atšķirībām abos kondensatoros. Kreisajā pusē ir nepolārais kondensatora elektrods, bet labajā pusē - polārais elektrods. Papildus laukuma atšķirībai atšķiras arī abu elektrodu biezums, un polārā kondensatora elektroda biezums ir plānāks.
(Dažāda platuma elektrolītiskā kondensatora alumīnija loksne)
2. Kondensatora sprādziens
Ja kondensatora pielietotais spriegums pārsniedz tā izturības spriegumu vai ja polārā elektrolītiskā kondensatora sprieguma polaritāte tiek mainīta, kondensatora noplūdes strāva strauji palielināsies, kā rezultātā palielinās kondensatora un elektrolīta iekšējais siltums. radīs lielu daudzumu gāzes.
Lai novērstu kondensatora sprādzienu, kondensatora korpusa augšpusē ir iespiestas trīs rievas, lai kondensatora augšdaļu būtu viegli salauzt augsta spiediena ietekmē un atbrīvot iekšējo spiedienu.
(Spridzināšanas tvertne elektrolītiskā kondensatora augšpusē)
Tomēr daži kondensatori ražošanas procesā, augšējās rievas presēšana nav kvalificēta, spiediens kondensatora iekšpusē liks kondensatora apakšā esošo blīvgumiju izspiest, šajā laikā spiediens kondensatora iekšpusē tiek pēkšņi atbrīvots, veidosies. sprādziens.
1, nepolāra elektrolītiskā kondensatora sprādziens
Zemāk esošajā attēlā parādīts nepolārais elektrolītiskais kondensators, kura jauda ir 1000 uF un spriegums 16 V. Pēc tam, kad pielietotais spriegums pārsniedz 18 V, noplūdes strāva pēkšņi palielinās, un temperatūra un spiediens kondensatora iekšpusē palielinās. Galu galā gumijas blīvējums kondensatora apakšā pārsprāgst, un iekšējie elektrodi tiek salauzti vaļīgi kā popkorns.
(nepolārā elektrolītiskā kondensatora pārsprieguma spridzināšana)
Piesaistot termopāri kondensatoram, ir iespējams izmērīt procesu, kurā kondensatora temperatūra mainās, palielinoties pielietotajam spriegumam. Nākamajā attēlā parādīts nepolārais kondensators sprieguma pieauguma procesā, kad pieliktais spriegums pārsniedz noturības sprieguma vērtību, iekšējā temperatūra turpina pieaugt.
(Saistība starp spriegumu un temperatūru)
Zemāk esošajā attēlā parādītas izmaiņas strāvā, kas plūst caur kondensatoru tā paša procesa laikā. Var redzēt, ka strāvas palielināšanās ir galvenais iekšējās temperatūras paaugstināšanās iemesls. Šajā procesā spriegums tiek lineāri palielināts, un, strauji palielinoties strāvai, barošanas bloks izraisa sprieguma kritumu. Visbeidzot, kad strāva pārsniedz 6A, kondensators eksplodē ar skaļu blīkšķi.
(Saistība starp spriegumu un strāvu)
Nepolārā elektrolītiskā kondensatora lielā iekšējā tilpuma un elektrolīta daudzuma dēļ spiediens, kas rodas pēc pārplūdes, ir milzīgs, kā rezultātā spiediena samazināšanas tvertne korpusa augšpusē nesaplīst un blīvgumija apakšā. kondensators ir izpūsts.
2, polārā elektrolītiskā kondensatora sprādziens
Polārajiem elektrolītiskajiem kondensatoriem tiek pielietots spriegums. Kad spriegums pārsniedz kondensatora noturības spriegumu, arī noplūdes strāva strauji palielināsies, izraisot kondensatora pārkaršanu un eksploziju.
Zemāk redzamajā attēlā parādīts ierobežojošais elektrolītiskais kondensators, kura jauda ir 1000 uF un spriegums 16 V. Pēc pārsprieguma iekšējā spiediena process tiek atbrīvots caur augšējo spiediena samazināšanas tvertni, tādējādi novēršot kondensatora eksplozijas procesu.
Nākamajā attēlā parādīts, kā mainās kondensatora temperatūra, palielinoties pielietotajam spriegumam. Spriegumam pakāpeniski tuvojoties kondensatora noturības spriegumam, kondensatora atlikušā strāva palielinās, un iekšējā temperatūra turpina paaugstināties.
(Saistība starp spriegumu un temperatūru)
Sekojošais attēls ir kondensatora, nominālā 16V elektrolītiskā kondensatora, noplūdes strāvas izmaiņas testa procesā, kad spriegums pārsniedz 15V, kondensatora noplūde sāk strauji pieaugt.
(Saistība starp spriegumu un strāvu)
Izmantojot pirmo divu elektrolītisko kondensatoru eksperimentālo procesu, var arī redzēt, ka sprieguma robeža šādiem 1000uF parastiem elektrolītiskajiem kondensatoriem. Lai izvairītos no kondensatora augstsprieguma pārrāvuma, lietojot elektrolītisko kondensatoru, ir jāatstāj pietiekama rezerve atbilstoši faktiskajām sprieguma svārstībām.
3,elektrolītiskie kondensatori virknē
Vajadzības gadījumā lielāku kapacitāti un lielāku kapacitātes izturības spriegumu var iegūt, attiecīgi izmantojot paralēlu un virkni savienojumu.
(elektrolītiskā kondensatora popkorns pēc pārspiediena sprādziena)
Dažās lietojumprogrammās kondensatoram pievadītais spriegums ir maiņstrāvas spriegums, piemēram, skaļruņu savienošanas kondensatoriem, maiņstrāvas fāzes kompensācijai, motora fāzes nobīdes kondensatoriem utt., kam nepieciešams izmantot nepolārus elektrolītiskos kondensatorus.
Lietotāja rokasgrāmatā, ko sniedz daži kondensatoru ražotāji, ir arī norādīts, ka tradicionālo polāro kondensatoru izmantošana ar secīgām sērijām, tas ir, divi kondensatori virknē kopā, bet polaritāte ir pretēja, lai iegūtu nederīgu efektu. polārie kondensatori.
(elektrolītiskā kapacitāte pēc pārsprieguma eksplozijas)
Tālāk ir sniegts polārā kondensatora salīdzinājums tiešā sprieguma, reversā sprieguma, divu elektrolītisko kondensatoru secīgu sēriju pielietošanā trīs nepolārās kapacitātes gadījumos, noplūdes strāvas izmaiņas, palielinoties pielietotajam spriegumam.
1. Priekšējais spriegums un noplūdes strāva
Caur kondensatoru plūstošo strāvu mēra, savienojot virknē rezistoru. Elektrolītiskā kondensatora sprieguma pielaides diapazonā (1000uF, 16V) pielietotais spriegums tiek pakāpeniski palielināts no 0V, lai izmērītu saikni starp atbilstošo noplūdes strāvu un spriegumu.
(pozitīvās sērijas kapacitāte)
Nākamajā attēlā parādīta sakarība starp polārā alumīnija elektrolītiskā kondensatora noplūdes strāvu un spriegumu, kas ir nelineāra saistība ar noplūdes strāvu zem 0,5 mA.
(Saistība starp spriegumu un strāvu pēc tiešās sērijas)
2, apgrieztais spriegums un noplūdes strāva
Izmantojot to pašu strāvu, lai izmērītu sakarību starp pielietotā virziena spriegumu un elektrolītiskā kondensatora noplūdes strāvu, no zemāk esošā attēla var redzēt, ka, ja pielietotais reversais spriegums pārsniedz 4 V, noplūdes strāva sāk strauji palielināties. No sekojošās līknes slīpuma apgrieztā elektrolītiskā kapacitāte ir līdzvērtīga 1 omi pretestībai.
(Apgrieztais spriegums Saistība starp spriegumu un strāvu)
3. Back-to-back sērijas kondensatori
Divi identiski elektrolītiskie kondensatori (1000 uF, 16 V) ir savienoti virknē, lai izveidotu nepolāru ekvivalentu elektrolītisko kondensatoru, un pēc tam mēra attiecību līkni starp to spriegumu un noplūdes strāvu.
(pozitīvās un negatīvās polaritātes sērijas kapacitāte)
Sekojošā diagramma parāda saistību starp kondensatora spriegumu un noplūdes strāvu, un jūs varat redzēt, ka noplūdes strāva palielinās pēc tam, kad pielietotais spriegums pārsniedz 4 V, un strāvas amplitūda ir mazāka par 1,5 mA.
Un šis mērījums ir nedaudz pārsteidzošs, jo redzat, ka šo divu savstarpēji savienoto sērijas kondensatoru noplūdes strāva faktiski ir lielāka nekā viena kondensatora noplūdes strāva, kad spriegums tiek pielietots uz priekšu.
(Saistība starp spriegumu un strāvu pēc pozitīvas un negatīvas sērijas)
Tomēr laika dēļ šīs parādības atkārtota pārbaude netika veikta. Iespējams, ka viens no izmantotajiem kondensatoriem bija tieši tagad apgrieztā sprieguma testa kondensators, un iekšpusē bija bojājumi, tāpēc tika izveidota iepriekš minētā testa līkne.
Izlikšanas laiks: 25. jūlijs 2023
