Hogyan lehet megtudni az elektrolit kondenzátor polaritását?

Tartalom

• A kondenzátor polaritásának meghatározása
• tippek
• Elektrolitikus kondenzátor jellemzői
• Biztonsági óvintézkedések a kapacitás mérésekor
• Elektrolit kondenzátor szimbólum
• Az elektromos kapacitás kiszámítása
• Kísérletileg a kapacitás mérése
• Alkalmazások kapacitás mérésére
• Elektrolit kondenzátorok építése
• Alumínium elektrolit kondenzátorok
• Elektrolitok alumínium elektrolit kondenzátorokban
• Niobium és tantál kondenzátorok

A kondenzátorok különféle kiviteleket kínálnak számítástechnikai alkalmazásokhoz és az áramkörökben lévő elektromos jel szűréséhez. Annak ellenére, hogy a felépítésükben és a felhasználásukban alkalmazott különbségek eltérnek, mindegyik ugyanazon elektrokémiai elveken keresztül működik.

Amikor a mérnökök ezeket építik, figyelembe veszik az olyan mennyiségeket, mint például a kapacitási érték, a névleges feszültség, a fordított feszültség és a szivárgási áram, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy használatukhoz ideálisak-e. Ha nagy mennyiségű töltést kíván tárolni egy elektromos áramkörben, akkor tudjon meg többet az elektrolitkondenzátorokról.

A kondenzátor polaritásának meghatározása

A kondenzátor polaritásának kiszámításához az elektrolitkondenzátor csíkja megmutatja a negatív végét. Az axiális ólomú kondenzátorok esetében (amelyekben a vezetékek a kondenzátor ellentétes végeiből jönnek ki) lehet egy nyíl, amely a negatív végre mutat, és a töltés áramlását jelképezi.

Győződjön meg róla, hogy tudja, mi a kondenzátor polaritása, így a megfelelő irányba csatlakoztathatja az elektromos áramkörhöz. Helytelen irányba történő csatlakoztatás esetén az áramkör rövidzárlatot vagy túlmelegedést okozhat.

tippek

Bizonyos esetekben a kondenzátor pozitív vége hosszabb is lehet, mint a negatív, de óvatosan kell eljárni ezzel a kritériummal, mivel sok kondenzátor vezetékei meg vannak vágva. A tantálkondenzátornak néha plusz (+) jele lehet a pozitív vég jelzésére.

Néhány elektrolitkondenzátor bipoláris módon használható, amely lehetővé teszi számukra a polaritás fordítását, ha szükséges. Ezt úgy teszik, hogy váltják a töltőáramot váltakozó áramú (AC) áramkörön keresztül.

Néhány elektrolitkondenzátort bipoláris működésre szántak polarizálatlan módszerekkel. Ezeket a kondenzátorokat két anódlemez alkotja, amelyek fordított polaritással vannak összekapcsolva. A váltakozó áramú ciklus egymást követő részeiben az egyik oxid blokkoló dielektrikumként működik. Megakadályozza a fordított áramot az ellenkező elektrolit elpusztításában.

Elektrolitikus kondenzátor jellemzői

Az elektrolit kondenzátor elektrolitot használ fel, hogy növelje a kapacitás mennyiségét vagy annak töltési képességét. Polarizálódnak, vagyis a töltéseik olyan eloszlásban állnak, amely lehetővé teszi számukra a töltés tárolását. Az elektrolit ebben az esetben folyadék vagy gél, amelynek nagy mennyiségű ionja van, ami könnyen feltölthetővé teszi.

Amikor az elektrolit kondenzátorok polarizáltak, a pozitív csatlakozón a feszültség vagy a potenciál nagyobb, mint a negatív, lehetővé téve, hogy a töltés szabadon áramoljon az egész kondenzátoron.

Ha a kondenzátort polarizálják, akkor általában mínusz (-) vagy plusz (+) jelöléssel jelzik a negatív és a pozitív végeket. Nagyon figyeljen erre, mert ha a kondenzátort rosszul csatlakoztatja egy áramkörhöz, akkor rövidzárlat léphet fel, mint például a kondenzátoron át olyan nagy áramot, amely véglegesen megrongálhatja.

Noha egy nagy kapacitás lehetővé teszi az elektrolit kondenzátorok számára nagyobb mennyiségű töltés tárolását, szivárgási áramnak vannak kitéve és nem feltétlenül felel meg a megfelelő értéktoleranciának, a kapacitás mennyisége gyakorlati célokra megengedett. Bizonyos tervezési tényezők korlátozhatják az elektrolitkondenzátorok élettartamát is, ha a kondenzátorok hajlamosak az ismételt használat után könnyen elhasználódni.

Az elektrolit kondenzátorok polaritása miatt előre elfeszítettnek kell lenniük. Ez azt jelenti, hogy a kondenzátor pozitív végének nagyobb feszültséggel kell lennie, mint a negatívnak, hogy a töltés az áramkörön át áramoljon a pozitív végről a negatív végre.

Ha egy kondenzátort rossz irányba csatlakoztat egy áramkörhöz, akkor az a kondenzátort szigetelő alumínium-oxid anyagot vagy rövidzárlatot károsíthatja. Túlmelegedést is okozhat, oly módon, hogy az elektrolit túl melegszik vagy szivárog.

Biztonsági óvintézkedések a kapacitás mérésekor

A kapacitás mérése előtt tisztában kell lennie a biztonsági óvintézkedésekkel a kondenzátor használatakor. A kondenzátor valószínűleg feszültség alatt marad még akkor is, ha eltávolítja az áramot az áramkörből. Mielőtt megérinti, ellenőrizze, hogy az áramkör teljes áramellátása ki van-e kapcsolva, multiméter segítségével, hogy meggyőződjön arról, hogy az áramellátás ki van-e kapcsolva, és hogy kihúzta-e a kondenzátort az ellenállás csatlakoztatásával a kondenzátorok vezetékein.

A kondenzátor biztonságos ürítéséhez öt másodpercre csatlakoztasson egy 5 wattos ellenállást a kondenzátorok csatlakozóihoz. A multiméter segítségével ellenőrizze, hogy a készülék ki van-e kapcsolva. Folyamatosan ellenőrizze a kondenzátort szivárgások, repedések és más kopási jelek szempontjából.

Elektrolit kondenzátor szimbólum

••• Syed Hussain Ather

Az elektrolit kondenzátor szimbólum a kondenzátor általános szimbóluma. Az elektrolit kondenzátorokat ábrákon ábrázolják, amint az a fenti ábrán látható az európai és amerikai stílusokhoz. A plusz és mínusz jelek a pozitív és negatív terminálokat, az anódot és a katódot jelzik.

Az elektromos kapacitás kiszámítása

Mivel a kapacitás elektrolitikus kondenzátor számára lényeges érték, kiszámítható farad egységben, C = ε_r ε₀ Hirdetés a két lemez átfedésének területére A m-ben², ε_r az anyag méret nélküli dielektromos állandójaként, ε₀ mint elektromos állandó faradokban / méterben, és d a lemezek közötti távolság méterben.

Kísérletileg a kapacitás mérése

Multiméter segítségével mérheti a kapacitást. A multiméter az áram és a feszültség mérésével működik, és a két érték felhasználásával kiszámítja a kapacitást. Állítsa a multimétert kapacitás üzemmódba (általában egy kapacitási szimbólum jelzi).

Miután a kondenzátort csatlakoztatta az áramkörhöz és elegendő időt kapott a feltöltésre, húzza ki az áramkört az áramkörből, a fent leírt biztonsági óvintézkedések betartásával.

Csatlakoztassa a kondenzátor vezetékeit a multiméter csatlakozóihoz. Relatív móddal mérheti a tesztvezetékek egymáshoz viszonyított kapacitását. Ez hasznos lehet az alacsony kapacitási értékeknél, amelyeket nehezebb felismerni.

Próbáljon különféle kapacitási tartományokat használni, amíg az elektromos áramkör konfigurációja alapján pontos leolvasást nem talál.

Alkalmazások kapacitás mérésére

A mérnökök multimétert használnak a kapacitás mérésére gyakran egyfázisú motorok, berendezések és gépek ipari méretekben történő alkalmazásához. Az egyfázisú motorok váltakozó áramot hoznak létre a motor stator tekercsében. Ez lehetővé teszi az áram váltakozását az irányban, miközben az állórész tekercsén átfolyik, amint azt az elektromágneses indukció törvényei és alapelvei szabályozzák.

Az elektrolitkondenzátorok különösen jobban alkalmazhatók nagy kapacitású felhasználásokhoz, például tápegység áramkörökhöz és számítógépek alaplapjaihoz.

A motorban indukált áram ezután saját mágneses fluxust hoz létre, szemben az állórész tekercsének fluxussal. Mivel az egyfázisú motorokat túlmelegedés és más problémák vethetik alá, ezért a kapacitás mérésére multiméter segítségével ellenőrizni kell a kapacitást és a munkaképességet.

A kondenzátorok hibás működése korlátozhatja élettartamukat. A rövidzárlatú kondenzátorok akár alkatrészeit is megrongálhatják, így az már nem működhet.

Elektrolit kondenzátorok építése

Mérnökök építnek alumínium elektrolit kondenzátorok alumínium fóliákkal és papírtartókkal, az elektrolit folyadékba átitatott eszközökkel, amelyek feszültségingadozást okoznak a káros rezgések elkerülése érdekében. Általában a két alumínium fólia egyikét oxidréteggel fedik le a kondenzátor anódján.

A kondenzátor ezen részén lévő oxid az anyag elektronok elvesztését okozza a töltés és a töltés tárolása során. A katódnál az anyag elektronokat nyer az elektrolit kondenzátor szerkezetének redukciója során.

Ezután a gyártók továbbra is az elektrolitokkal átitatott papírt rakják egymáshoz a katóddal, összekapcsolva őket egy elektromos áramkörben, és hengeres tokba gördítve őket, amely az áramkörhöz kapcsolódik. A mérnökök általában úgy döntnek, hogy a papírt tengelyirányban vagy sugárirányban rendezik-e.

Az axiális kondenzátorok egy csappal készülnek a henger mindkét végén, és a sugárirányú kialakítások mindkét csapot a hengeres ház ugyanazon oldalán használják.

A tányér területe és az elektrolit vastagsága meghatározzák a kapacitást, és lehetővé teszik az elektrolit kondenzátorok számára ideális jelölteket olyan alkalmazásokhoz, mint például az audioerősítők. Alumínium elektrolit kondenzátorokat használnak tápegységekben, számítógépes alaplapokban és háztartási berendezésekben.

Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik az elektrolit kondenzátorok sokkal több töltés tárolását, mint más kondenzátorok. A kétrétegű kondenzátorok, vagy a szuperkondenzátorok akár ezer frad kapacitást is elérhetnek.

Alumínium elektrolit kondenzátorok

Az alumínium elektrolit kondenzátorok a szilárd alumínium anyagból olyan "szelepet" hoznak létre, amelyben az elektrolit folyadékban lévő pozitív feszültség lehetővé teszi oxidréteg kialakítását, amely dielektrikumként működik, és olyan szigetelő anyag, amelyet polarizálni lehet, hogy megakadályozzák a töltések áramlását. A mérnökök ezeket a kondenzátorokat alumínium anóddal hozzák létre. Ezzel készül a kondenzátor rétegei, és ideális a töltés tárolására. A mérnökök mangán-dioxidot használnak a katód előállításához.

Az ilyen típusú elektrolitkondenzátorok tovább bonthatók vékony sima és maratott fólia típusú. A sima fóliátípusokat leírták, miközben a maratott fólia típusú kondenzátorok alumínium-oxidot használnak az anódon, és a katódfóliákat, amelyeket marattak, hogy növeljék a felület és a megengedhetőség, az anyag töltési képességének mértéke.

Ez növeli a kapacitást, de akadályozza az anyagok azon képességét is, hogy elviseljék a nagy közvetlen áramot (DC), az az áram, amely egy irányban egy irányba halad.

Elektrolitok alumínium elektrolit kondenzátorokban

Az alumíniumkondenzátorokban alkalmazott elektrolitok típusai eltérhetnek a szilárd anyag, a szilárd mangán-dioxid és a szilárd polimer között. A nem szilárd vagy folyékony elektrolitok általában használatosak, mivel viszonylag olcsók és sokféle méret, kapacitás és feszültségérték megfelelnek. Nagyon sok energiaveszteségük van, ha az áramkörökben használják. Az etilénglikol és a bórsavak alkotják a folyékony elektroliteket.

Más oldószereket, például a dimetil-formamidot és a dimetil-acetamidot felhasználható vízben is fel lehet oldani. Az ilyen típusú kondenzátorok szilárd elektrolitokat is használhatnak, például mangán-dioxidot vagy szilárd polimer elektrolitot. A mangándioxid költséghatékony és megbízható magasabb hőmérsékleti és páratartalom mellett is. Kevesebb egyenáramú szivárgási árammal és nagy elektromos vezetőképességgel rendelkeznek.

Az elektrolitokat úgy választják meg, hogy foglalkozzanak a nagy eloszlási tényezőkkel, valamint az elektrolitkondenzátorok általános energiaveszteségével.

Niobium és tantál kondenzátorok

A tantálkondenzátort főleg felületre szerelt eszközökben, számítástechnikai alkalmazásokban, valamint katonai, orvosi és űrtechnikában használják.

Az anód tantál anyaga ugyanúgy lehetővé teszi számukra az oxidációt, mint az alumínium kondenzátorok, és lehetővé teszi számukra a megnövekedett vezetőképesség kihasználását, amikor a tantálport egy vezető huzalra nyomják. Az oxid ezután az anyag felületén és üregeiben képződik. Ez nagyobb felületet teremt a megnövelt tárolási képesség érdekében, és nagyobb engedélyezési képességet eredményez, mint az alumínium.

A niobium-alapú kondenzátorok egy anyag tömegét használják egy huzalvezető körül, amely oxidációt használ fel dielektrikum létrehozásában. Ezeknek az dielektrikáknak nagyobb a megengedhetõsége, mint a tantál kondenzátoroknak, de az dielektromos vastagságot inkább az adott feszültségértéknél használják. Ezeket a kondenzátorokat a közelmúltban gyakrabban használták, mert a tantálkondenzátorok drágábbá váltak.