1. Elektrolitiniai kondensatoriai
Elektrolitiniai kondensatoriai yra kondensatoriai, kuriuos sudaro oksidacijos sluoksnis ant elektrodo, veikiant elektrolitui kaip izoliaciniam sluoksniui, kuris paprastai turi didelę talpą.Elektrolitas yra skysta, želė pavidalo medžiaga, kurioje gausu jonų, o dauguma elektrolitinių kondensatorių yra poliniai, tai yra, kai veikia, kondensatoriaus teigiamo elektrodo įtampa visada turi būti didesnė už neigiamą.
Didelė elektrolitinių kondensatorių talpa taip pat paaukojama dėl daugelio kitų charakteristikų, tokių kaip didelė nuotėkio srovė, didelė lygiavertė nuoseklioji induktyvumas ir varža, didelė tolerancijos paklaida ir trumpas tarnavimo laikas.
Be polinių elektrolitinių kondensatorių, yra ir nepolinių elektrolitinių kondensatorių.Žemiau esančiame paveikslėlyje yra dviejų tipų 1000uF, 16V elektrolitiniai kondensatoriai.Tarp jų didesnis yra nepolinis, o mažesnis yra polinis.
(Nepoliniai ir poliniai elektrolitiniai kondensatoriai)
Elektrolitinio kondensatoriaus vidus gali būti skystas elektrolitas arba kietas polimeras, o elektrodo medžiaga dažniausiai yra aliuminis (aliuminis) arba tantalas (tandalas).Toliau pateikiamas bendras poliarinio aliuminio elektrolitinis kondensatorius konstrukcijos viduje, tarp dviejų elektrodų sluoksnių yra pluoštinio popieriaus sluoksnis, suvilgytas elektrolitu, plius izoliacinio popieriaus sluoksnis, paverstas cilindru, užsandarintas aliuminio korpuse.
(Vidinė elektrolitinio kondensatoriaus struktūra)
Išskaidžius elektrolitinį kondensatorių galima aiškiai matyti pagrindinę jo struktūrą.Siekiant išvengti elektrolito išgaravimo ir nutekėjimo, kondensatoriaus kaiščio dalis pritvirtinama sandarinimo guma.
Žinoma, paveikslėlyje taip pat parodytas vidinio tūrio skirtumas tarp polinių ir nepolinių elektrolitinių kondensatorių.Esant tokiam pačiam talpos ir įtampos lygiui, nepolinis elektrolitinis kondensatorius yra maždaug du kartus didesnis už polinį.
(Nepolinių ir polinių elektrolitinių kondensatorių vidinė struktūra)
Šis skirtumas daugiausia atsiranda dėl didelio elektrodų ploto skirtumo dviejuose kondensatoriuose.Nepolinis kondensatoriaus elektrodas yra kairėje, o polinis elektrodas yra dešinėje.Be ploto skirtumo, skiriasi ir dviejų elektrodų storis, o polinio kondensatoriaus elektrodo storis yra plonesnis.
(skirtingo pločio elektrolitinio kondensatoriaus aliuminio lakštas)
2. Kondensatoriaus sprogimas
Kai kondensatoriaus naudojama įtampa viršija jo atsparumo įtampą arba kai poliarinio elektrolitinio kondensatoriaus įtampos poliškumas pasikeičia, kondensatoriaus nuotėkio srovė smarkiai padidės, todėl padidės kondensatoriaus ir elektrolito vidinė šiluma. gamins didelį kiekį dujų.
Siekiant išvengti kondensatoriaus sprogimo, kondensatoriaus korpuso viršuje yra įspausti trys grioveliai, kad esant aukštam slėgiui būtų lengva sulaužyti kondensatoriaus viršų ir atleisti vidinį slėgį.
(Sprogdinimo bakas elektrolitinio kondensatoriaus viršuje)
Tačiau kai kurie kondensatoriai gamybos procese, viršutinio griovelio presavimas nėra kvalifikuotas, dėl kondensatoriaus viduje esančio slėgio išstumiama kondensatoriaus apačioje esanti sandarinimo guma, šiuo metu slėgis kondensatoriaus viduje staiga išleidžiamas, susidaro sprogimas.
1, nepolinio elektrolitinio kondensatoriaus sprogimas
Žemiau esančiame paveikslėlyje pavaizduotas nepolinis elektrolitinis kondensatorius, kurio talpa 1000uF ir 16V įtampa.Kai naudojama įtampa viršija 18 V, nuotėkio srovė staiga padidėja, o temperatūra ir slėgis kondensatoriaus viduje padidėja.Galų gale kondensatoriaus apačioje sprogsta guminis sandariklis, o vidiniai elektrodai susmulkinami kaip spragėsiai.
(nepoliarinio elektrolitinio kondensatoriaus viršįtampio sprogdinimas)
Pririšus termoporą prie kondensatoriaus, galima išmatuoti procesą, kurio metu keičiasi kondensatoriaus temperatūra, didėjant taikomai įtampai.Toliau pateiktame paveikslėlyje parodytas nepolinis kondensatorius įtampos didėjimo procese, kai naudojama įtampa viršija atsparumo įtampos vertę, vidinė temperatūra toliau didėja.
(Ryšys tarp įtampos ir temperatūros)
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas srovės, tekančios per kondensatorių, pasikeitimas to paties proceso metu.Matyti, kad srovės padidėjimas yra pagrindinė vidinės temperatūros kilimo priežastis.Šiame procese įtampa tiesiškai didėja, o stipriai didėjant srovei, maitinimo grupė mažina įtampą.Galiausiai, kai srovė viršija 6A, kondensatorius sprogsta su dideliu trenksmu.
(Ryšys tarp įtampos ir srovės)
Dėl didelio nepolinio elektrolitinio kondensatoriaus vidinio tūrio ir elektrolito kiekio, po perpildymo susidaro didžiulis slėgis, todėl korpuso viršuje esantis slėgio mažinimo bakas nelūžta, o sandarinimo guma apačioje. kondensatorius yra išpūstas.
2, poliarinio elektrolitinio kondensatoriaus sprogimas
Poliniams elektrolitiniams kondensatoriams taikoma įtampa.Kai įtampa viršija kondensatoriaus atsparumo įtampą, nuotėkio srovė taip pat smarkiai padidės, todėl kondensatorius perkais ir sprogs.
Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas ribojantis elektrolitinis kondensatorius, kurio talpa 1000uF ir 16V įtampa.Po viršįtampio vidinio slėgio procesas išleidžiamas per viršutinį slėgio mažinimo baką, todėl išvengiama kondensatoriaus sprogimo.
Toliau pateiktame paveikslėlyje parodyta, kaip keičiasi kondensatoriaus temperatūra didėjant įtampai.Įtampai palaipsniui artėjant prie kondensatoriaus atsparumo įtampos, kondensatoriaus likutinė srovė didėja, o vidinė temperatūra toliau kyla.
(Ryšys tarp įtampos ir temperatūros)
Toliau pateiktame paveikslėlyje parodytas kondensatoriaus, vardinio 16V elektrolitinio kondensatoriaus, nuotėkio srovės pokytis bandymo procese, kai įtampa viršija 15V, kondensatoriaus nuotėkis pradeda smarkiai didėti.
(Ryšys tarp įtampos ir srovės)
Per eksperimentinį pirmųjų dviejų elektrolitinių kondensatorių procesą taip pat galima pastebėti, kad tokių 1000uF įprastų elektrolitinių kondensatorių įtampos riba.Norint išvengti kondensatoriaus aukštos įtampos gedimo, naudojant elektrolitinį kondensatorių, reikia palikti pakankamai atsargos pagal faktinius įtampos svyravimus.
3,nuosekliai sujungti elektrolitiniai kondensatoriai
Jei reikia, lygiagrečiai ir nuosekliai prijungus, galima gauti didesnę talpą ir didesnę talpos atsparumo įtampą.
(elektrolitinio kondensatoriaus spragėsiai po viršslėgio sprogimo)
Kai kuriose programose kondensatoriaus įtampa yra kintamoji įtampa, pvz., garsiakalbių sujungimo kondensatoriai, kintamosios srovės fazės kompensavimas, variklio fazių poslinkio kondensatoriai ir kt., todėl reikia naudoti nepolinius elektrolitinius kondensatorius.
Kai kurių kondensatorių gamintojų pateiktuose vartotojo vadove taip pat nurodoma, kad naudojant tradicinius polinius kondensatorius, jungiant vienas kitą, ty du kondensatorius nuosekliai sujungti kartu, tačiau poliškumas yra priešingas, kad būtų gautas ne poliniai kondensatoriai.
(elektrolitinė talpa po viršįtampio sprogimo)
Toliau pateikiamas polinio kondensatoriaus palyginimas taikant tiesioginę įtampą, atvirkštinę įtampą, du elektrolitinius kondensatorius atgal į eilutes į tris nepolinės talpos atvejus, nuotėkio srovės pokyčius didėjant taikomai įtampai.
1. Priekinė įtampa ir nuotėkio srovė
Srovė, tekanti per kondensatorių, matuojama nuosekliai jungiant rezistorių.Elektrolitinio kondensatoriaus įtampos tolerancijos diapazone (1000 uF, 16 V) taikoma įtampa palaipsniui didinama nuo 0 V, kad būtų galima išmatuoti ryšį tarp atitinkamos nuotėkio srovės ir įtampos.
(teigiama serijinė talpa)
Toliau pateiktame paveikslėlyje parodytas ryšys tarp polinio aliuminio elektrolitinio kondensatoriaus nuotėkio srovės ir įtampos, kuri yra netiesinė priklausomybė nuo nuotėkio srovės, mažesnės nei 0,5 mA.
(Ryšys tarp įtampos ir srovės po tiesioginės serijos)
2, atvirkštinė įtampa ir nuotėkio srovė
Naudojant tą pačią srovę, matuojant ryšį tarp taikomosios krypties įtampos ir elektrolitinio kondensatoriaus nuotėkio srovės, iš žemiau esančio paveikslo matyti, kad kai naudojama atvirkštinė įtampa viršija 4 V, nuotėkio srovė pradeda sparčiai didėti.Remiantis šios kreivės nuolydžiu, atvirkštinė elektrolitinė talpa yra lygi 1 omo varžai.
(Atvirkštinė įtampa Įtampos ir srovės santykis)
3. Kondensatoriai
Du identiški elektrolitiniai kondensatoriai (1000uF, 16V) sujungiami nuosekliai, kad susidarytų nepolinis ekvivalentinis elektrolitinis kondensatorius, tada išmatuojama jų įtampos ir nuotėkio srovės santykio kreivė.
(teigiamo ir neigiamo poliškumo serijos talpa)
Toliau pateiktoje diagramoje parodytas ryšys tarp kondensatoriaus įtampos ir nuotėkio srovės, ir matote, kad nuotėkio srovė didėja, kai naudojama įtampa viršija 4 V, o srovės amplitudė yra mažesnė nei 1,5 mA.
Ir šis matavimas šiek tiek stebina, nes matote, kad šių dviejų tarpusavyje sujungtų kondensatorių nuotėkio srovė iš tikrųjų yra didesnė nei vieno kondensatoriaus nuotėkio srovė, kai įtampa yra nukreipta į priekį.
(Ryšys tarp įtampos ir srovės po teigiamų ir neigiamų serijų)
Tačiau dėl laiko priežasčių pakartotinis šio reiškinio patikrinimas nebuvo atliktas.Galbūt vienas iš naudotų kondensatorių buvo ką tik atbulinės įtampos bandymo kondensatorius, o viduje buvo padaryta žala, todėl buvo sukurta aukščiau pateikta bandymo kreivė.
Paskelbimo laikas: 2023-07-25