Kaj je elektrolitski kondenzator: konstrukcija, simboli in prednosti

Kaj je elektrolitski kondenzator: konstrukcija, simboli in prednosti

Elektrolitski kondenzator je popularno znan kot polarizirani kondenzator, pri čemer ima anoda bolj pozitiven učinek Napetost kot katoda. Uporabljajo se v aplikacijah za filtriranje, nizkopasovnih filtrih, ojačevalnih tokokrogih in mnogih drugih. Kovine, kot so aluminij, tantal, niobij, mangan itd., Tvorijo oksidno plast v elektrokemičnem procesu, ki blokira električni tok, ki teče v eno smer, vendar omogoča tok toka v nasprotno smer. Ta pojav je prvi opazil Johann Heinrich Buff (1805–1878), nemški fizik in kemik leta 1857. Francoski raziskovalec in ustanovitelj Eugene Ducretet leta 1875 je bil prvi, ki je to idejo uresničil, in je zanje izumil izraz „kovinska zaklopka“. kovin. Dejanski razvoj elektrolitskih kondenzatorjev z navitimi folijami ločuje papir, ki ga je leta 1927 začel A. Eckel iz Hydra-Werke (Nemčija) v kombinaciji z zamislijo zložene gradnje Samuela Rubena.



Kaj je elektrolitski kondenzator?

Definicija elektrolitskega kondenzatorja je polarizirani kondenzator, katerega anoda ima višjo ali pozitivnejšo napetost kot katoda. Kot že ime pove, gre za polariziran kondenzator in funkcija elektrolitskega kondenzatorja uporablja elektrolit za delovanje z višjo ali bolj pozitivno napetostjo na anodi kot katoda. Zato je anodni terminal označen s pozitivnim predznakom, katoda pa z negativnim predznakom. Uporaba napetosti obrnjene polarnosti od 1 do 1,5 volta lahko uniči kondenzator in dielektrik, rezultat pa je nevaren, kar lahko povzroči eksplozijo ali požar.


Elektrolitski kondenzator uporablja elektrolit v obliki trdne snovi, tekočine ali gela - služi kot katoda ali negativna plošča za doseganje veliko večje kapacitivnosti na enoto prostornine. Po drugi strani pa pozitivna plošča ali anoda iz kovine deluje kot izolacijski oksidni sloj, ki nastane z anodizacijo. To omogoča, da oksidna plast deluje kot dielektrik kondenzatorja.





Gradnja

Konstrukcija elektrolitskega kondenzatorja vključuje dve tanki plasti aluminijaste folije - navadno in jedkano folijo. Ti dve foliji sta ločeni z elektrolitom. Za nastavitev polarnosti dveh folij se eloksirata s kemično pridelavo tanke plasti aluminijevega oksida, da nastane anoda, in se razlikuje od katode. V procesu izdelave elektrolitskega kondenzatorja nastaneta katoda in anodizirana anoda, ki ju loči elektrolit (papir, namočen z elektrolitom).



Med standardnim delovanjem se anoda drži pozitivno glede katode, zato je katoda na telesu kondenzatorja označena z negativnim (-) predznakom. Ker je aluminij polarizirana naprava, bi uporaba povratne napetosti na teh terminalih povzročila izolacijo kondenzatorja in poškodovala kondenzator.

Edinstvena lastnost aluminijastega kondenzatorja je postopek samozdravljenja poškodovanega kondenzatorja. Med povratno napetostjo se oksidna plast odstrani iz folije, hkrati pa omogoča, da tok prehaja iz ene folije v drugo.


Simbol elektrolitskega kondenzatorja

Simbol elektrolitskega kondenzatorja je prikazan na spodnji sliki. Simboli kondenzatorjev so dveh vrst. Drugi simbol (b) predstavlja polarizirani kondenzator, ki je lahko elektrolitski ali tantalov kondenzator. Ukrivljena plošča na simbolu pomeni, da je kondenzator polariziran in da je katoda, ki je na nižji napetosti od anode. Prvi simbol (a) na spodnji sliki predstavlja nepolariziran kondenzator.

Polarnost

Poznavanje polarnosti katere koli naprave je pomembno za izdelavo katere koli naprave elektronska vezja . Priključitev v nasprotnem primeru lahko uniči kondenzator. Čeprav nekateri kondenzatorji niso polarizirani, na primer keramični kondenzatorji (1 µF ali manj), jih je mogoče povezati na kakršen koli način.

Keramični kondenzator

keramični kondenzator

V nekaterih primerih bi bil pozitivni vod kondenzatorja daljši od negativnega. Včasih so kondenzatorski terminali obrezani, pri čemer mora biti uporabnik previden pri priključitvi kondenzatorja.

Tantalov in aluminijast kondenzator sestavljata polarnost, označena z znakom plus (+), ki označuje anodno stran.

Ne-trdni elektrolitski tip elektrolitskega kondenzatorja je sestavljen iz polarnosti, označene z znakom minus (-), ki označuje katodno stran.

Ne-trdna

Ne-trdna

Tip elektrolitskih kondenzatorjev s trdnim elektrolitom je sestavljen iz polarnosti, označene z znakom plus, ki označuje anodno stran, vendar je odsoten pri valjastih in SMD polimernih kondenzatorjih.

Trdno

Trdno

Vrednosti elektrolitskih kondenzatorjev

Glede na strukturo anode in elektrolita na vrednosti elektrolitske kapacitivnosti ponavadi vplivajo. Z netrdnim elektrolitom imajo elektrolitski kondenzatorji večje frekvenčno in temperaturno območje odstopanja kot trdni elektroliti.

Osnovna enota elektrolitskega kondenzatorja je izražena kot mikrofarad (μF). V obrazcih, ki jih pripravijo proizvajalci, je vrednost kapacitivnosti navedena kot nazivna kapacitivnost (CR) ali nazivna kapacitivnost (CN). To so vrednosti, za katere je zasnovana kapacitivnost.

Elektrolitski kondenzatorji so velika, valjasta struktura, ki je polarizirana in ima višjo kapacitivnost .

Elektrolitski kondenzator Vrednosti in enote so čitljivo natisnjene na ohišju kondenzatorjev. Začenši od leve proti desni, 1µF, 10µF, 100µF, 1000µF.

Vrste elektrolitskih kondenzatorjev

Glede na vrsto uporabljenega materiala in elektrolita so elektrolitski kondenzatorji razvrščeni v naslednje vrste.

Aluminijasti elektrolitski kondenzator

Aluminijasti elektrolitski kondenzatorji so polarizirani kondenzatorji, v katerih je anodni (+) priključek izdelan iz aluminijaste folije skupaj z jedkano površino. V postopku eloksiranja dobimo tanko izolacijsko plast oksida, ki deluje kot dielektrik. Katoda nastane skozi drugo aluminijasto folijo, ko netrden elektrolit prikrije grobo površino oksidne plasti.

Neelektrolitski kondenzator

Neelektrolitski kondenzatorji so tisti kondenzatorji, ki so sestavljeni iz 'izolacijskega materiala' kot dielektrika v neelektrolitski obliki. Takšni kondenzatorji niso polarizirani in imajo veliko uporab.

Tantalov elektrolitski kondenzator

Tantalov elektrolitski kondenzator ponuja nižji tok uhajanja in ESR. Uporablja kovino tantala, ki deluje kot anoda, zaprta s plastjo oksida, da deluje kot dielektrik in nadalje ovita s prevodno katodo. Ti kondenzatorji so notranje polarizirane naprave in so zelo stabilni. Če je pravilno povezan, deluje učinkovito z izjemno frekvenco.

Niobijev oksid - elektrolitski kondenzator

Konstrukcija niobij-oksid-elektrolitskih kondenzatorjev je podobna kondenzatorjem iz tantala. Namesto kovine tantala je kot anoda uporabil niobijev oksid. Niobijevega oksida je na voljo v izobilju in ima izjemno stabilne lastnosti kot tantalni kondenzator.

Uporabe / aplikacije

Širok razpon elektrolitski kondenzator vloge so naslednje

  • Uporablja se v filtrirnih aplikacijah za zmanjšanje valovanja napajalnikov
  • Uporablja se kot nizkoprepustni filter za glajenje vhodnih in izhodnih signalov
  • Uporablja se v ojačevalnih tokokrogih kot filtri za zmanjšanje brnenja

Prednosti in slabosti

Prednosti elektrolitski kondenzator so

  • Uporablja se za doseganje visoke kapacitivne vrednosti
  • Uporablja se v aplikacijah z nizko frekvenco
  • Tantalski kondenzatorji imajo prednost pred drugimi vrstami, saj so pomanjkljivosti elektrolitskega kondenzatorja visoke stabilnosti naslednje:
  • Bodite pozorni, da zagotovite, da so kondenzatorji popravljeni z desnimi terminali
  • Povratna napetost lahko poškoduje kondenzator
  • Zaradi spremembe temperature je lahko prizadet
  • Kondenzator, če se uporablja s kombinacijo neelektrolita, poveča njegovo velikost

Pogosta vprašanja

1. Kje se uporabljajo elektrolitski kondenzatorji?

Uporabljajo se v filtrirnih aplikacijah, ojačevalnih tokokrogih in v nizkopasovnih filtrih

2. Kako prepoznate elektrolitski kondenzator?

Elektrolitski kondenzatorji so običajno označeni s črto, ki označuje negativni svinec. Pozitivni potencial je običajno daljši od negativnega.

3. Ali imajo kondenzatorji olje?

Da. Na voljo so oljno napolnjeni kondenzatorji, ki so na splošno visoke moči in visoke napetosti.

4. Ali so elektrolitski kondenzator izmenični ali enosmerni?

Elektrolitski kondenzatorji se običajno uporabljajo v vezjih z enosmernim napajanjem. AC napetosti lahko poškodujejo kondenzator.

5. Kolikšna je povprečna življenjska doba kondenzatorja?

Povprečna življenjska doba kondenzatorja naj bi bila 15 let. Življenjska doba se lahko zmanjša, če je valovalni tok prevelik in segreje kondenzator.

V tem članku bralec spozna vpogled v elektrolitski kondenzator. Razpravljali smo o definiciji, konstrukciji, polarnosti in označevanju, aplikacijah ter prednostih in slabostih. Poleg tega lahko bralec pozna vrste elektrolitov kondenzatorji .