Elektrolityczny kondensator jest popularnie nazywany kondensatorem spolaryzowanym, w którym anoda ma bardziej dodatnią wartość Napięcie niż katoda. Są używane w aplikacjach filtrujących, filtrach dolnoprzepustowych, obwodach wzmacniaczy audio i wielu innych. Metale takie jak aluminium, tantal, niob, mangan itp. Tworzą w procesie elektrochemicznym warstwę tlenkową, która blokuje przepływ prądu elektrycznego w jednym kierunku, ale umożliwia przepływ prądu w kierunku przeciwnym. Zjawisko to zostało po raz pierwszy zaobserwowane przez Johanna Heinricha Buffa (1805–1878), niemieckiego fizyka i chemika w 1857 r. Francuski badacz i założyciel Eugene Ducretet w 1875 r. Był pierwszą osobą, która zrealizowała ten pomysł i wymyśliła dla nich termin „metal zaworowy”. metale. Rzeczywisty rozwój kondensatorów elektrolitycznych z nawiniętymi foliami jest oddzielony papierem, który rozpoczął A. Eckel z Hydra-Werke (Niemcy) w 1927 roku w połączeniu z koncepcją konstrukcji stosowej Samuela Rubena.
Co to jest kondensator elektrolityczny?
Definicja kondensatora elektrolitycznego jest taka, jest to kondensator spolaryzowany, którego anoda ma wyższe lub bardziej dodatnie napięcie niż katoda. Jak sama nazwa wskazuje, jest to kondensator spolaryzowany, a funkcja kondensatora elektrolitycznego polega na wykorzystaniu elektrolitu do działania z wyższym lub bardziej dodatnim napięciem na anodzie niż na katodzie. Dlatego zacisk anody jest oznaczony znakiem dodatnim, a katoda znakiem ujemnym. Przyłożenie napięcia o odwrotnej polaryzacji od 1 do 1,5 V może zniszczyć kondensator i dielektryk, czego skutkiem jest niebezpieczeństwo, prowadzące do wybuchu lub pożaru.
Kondensator elektrolityczny wykorzystuje elektrolit w postaci ciała stałego, cieczy lub żelu - służy jako katoda lub płyta ujemna, aby uzyskać znacznie większą pojemność na jednostkę objętości. Z drugiej strony, płyta dodatnia lub anoda wykonana z metalu działa jak izolująca warstwa tlenku utworzona w wyniku anodowania. Dzięki temu warstwa tlenku może działać jako dielektryk kondensatora.
Budowa
Konstrukcja kondensatora elektrolitycznego składa się z dwóch cienkich warstw folii aluminiowej - zwykłej i wytrawionej. Te dwie folie są oddzielone elektrolitem. Aby ustawić biegunowość dwóch folii, są one anodowane przez chemiczną narastanie cienkiej warstwy tlenku glinu w celu utworzenia anody i odróżnienia się od katody. W procesie budowy kondensatora elektrolitycznego powstaje katoda i anodowana anoda, które są oddzielane elektrolitem (papierem nasączonym elektrolitem).
Podczas normalnej pracy anoda jest utrzymywana na plusie względem katody, stąd katoda jest oznaczona znakiem ujemnym (-) na korpusie kondensatora. Ponieważ aluminium jest urządzeniem spolaryzowanym, przyłożenie napięcia wstecznego do tych końcówek spowodowałoby izolację kondensatora, uszkadzając kondensator.
Unikalną właściwością kondensatora aluminiowego jest samonaprawianie się uszkodzonego kondensatora. Podczas napięcia wstecznego warstwa tlenku zostaje usunięta z folii, umożliwiając jednak przepływ prądu z jednej folii do drugiej.
Symbol kondensatora elektrolitycznego
Symbol kondensatora elektrolitycznego pokazano na poniższym rysunku. Symbole kondensatorów są dwojakiego rodzaju. Drugi symbol (b) przedstawia spolaryzowany kondensator, którym może być kondensator elektrolityczny lub tantalowy. Zakrzywiona płytka na symbolu oznacza, że kondensator jest spolaryzowany i jest katodą, która jest utrzymywana pod niższym napięciem niż anoda. Pierwszy symbol (a) na poniższym rysunku przedstawia niespolaryzowany kondensator.
Biegunowość
Znajomość biegunowości dowolnego urządzenia jest ważna przy ich budowaniu elektroniczne obwody . Podłączenie w inny sposób może zniszczyć kondensator. Chociaż niektóre kondensatory nie są spolaryzowane, jak kondensatory ceramiczne (1 µF lub mniej), można je podłączyć w dowolny sposób.
Kondensator ceramiczny
W niektórych przypadkach biegun dodatni kondensatora byłby dłuższy niż przewód ujemny. Czasami zaciski kondensatora są przycinane, przy czym użytkownik musi zachować ostrożność podczas podłączania kondensatora.
Kondensatory tantalowe i aluminiowe składają się z biegunowości oznaczonej znakiem plus (+) wskazującym stronę anody.
Kondensator elektrolityczny typu non-stały składa się z biegunowości oznaczonej znakiem minus (-) wskazującym stronę katody.
Nie-stały
Typ kondensatorów elektrolitycznych z elektrolitem stałym składa się z biegunowości oznaczonej znakiem plus wskazującym stronę anody, ale nieobecnej w przypadku cylindrycznych kondensatorów z diodami LED i polimerowymi SMD.
Solidny
Wartości kondensatorów elektrolitycznych
W zależności od struktury anody i elektrolitu, mają one wpływ na wartości pojemności elektrolitycznej. W przypadku elektrolitu w postaci stałej, kondensatory elektrolityczne wykazują większe odchylenie w zakresie częstotliwości i temperatur niż w przypadku elektrolitów stałych.
Podstawową jednostkę kondensatora elektrolitycznego wyraża się w mikrofaradach (μF). W arkuszach danych przygotowanych przez producentów, wartość pojemności jest wymieniana jako pojemność znamionowa (CR) lub pojemność nominalna (CN). Są to wartości, dla których projektowana jest pojemność.
Kondensatory elektrolityczne to duża, cylindryczna struktura, która jest spolaryzowana i ma wyższą pojemność .
Kondensator elektrolityczny Wartości i jednostki są czytelnie wydrukowane na korpusie kondensatorów. Począwszy od lewej do prawej, 1 µF, 10 µF, 100 µF, 1000 µF.
Rodzaje kondensatorów elektrolitycznych
W zależności od rodzaju użytego materiału i elektrolitu kondensatory elektrolityczne dzieli się na następujące typy.
Aluminiowy kondensator elektrolityczny
Aluminiowe kondensatory elektrolityczne to kondensatory spolaryzowane, w których zacisk anody (+) jest utworzony z folii aluminiowej wraz z wytrawioną powierzchnią. W procesie anodowania powstaje cienka izolacyjna warstwa tlenku, który działa jak dielektryk. Katoda jest formowana przez drugą folię aluminiową, gdy elektrolit w stanie stałym maskuje szorstką powierzchnię warstwy tlenku.
Kondensator nieelektrolityczny
Kondensatory nieelektrolityczne to te kondensatory, które zawierają „materiał izolacyjny” jako dielektryk w postaci nieelektrolitycznej. Tego typu kondensatory są niespolaryzowane i mają wiele zastosowań.
Kondensator elektrolityczny tantalu
Kondensator elektrolityczny tantalowy zapewnia niższy prąd upływu i ESR. Wykorzystuje metal tantal, który działa jak anoda, otoczony warstwą tlenku, który działa jako dielektryk, a następnie owinięty przewodzącą katodą. Te kondensatory są wewnętrznie spolaryzowanymi urządzeniami i są bardzo stabilne. Po prawidłowym podłączeniu działa wydajnie z wyjątkową częstotliwością.
Tlenek niobu - kondensator elektrolityczny
Konstrukcja kondensatorów elektrolitycznych z tlenkiem niobu jest podobna do kondensatorów tantalowych. Jako anodę wykorzystano tlenek niobu zamiast metalicznego tantalu. Tlenek niobu jest dostępny w dużych ilościach i oferuje wyjątkowo stabilne właściwości niż kondensator tantalowy.
Zastosowania / aplikacje
Szeroki wybór kondensator elektrolityczny aplikacje są następujące
- Używany w aplikacjach filtrujących w celu zmniejszenia tętnień w zasilaczach
- Używany jako filtr dolnoprzepustowy do wygładzania sygnałów wejściowych i wyjściowych
- Używany w obwodach wzmacniających audio jako filtry redukujące buczenie
Zalety i wady
Zalety kondensator elektrolityczny są
- Służy do uzyskania wysokiej wartości pojemności
- Używany w aplikacjach o niskiej częstotliwości
- Kondensatory tantalowe są preferowane w stosunku do innych typów ze względu na wysoką stabilność wady kondensatora elektrolitycznego są następujące:
- Należy uważać, aby upewnić się, że kondensatory są skorygowane za pomocą odpowiednich zacisków
- Odwrotne napięcie może uszkodzić kondensator
- Łatwo ulega zmianie z powodu zmiany temperatury
- Kondensator w połączeniu z kombinacją nieelektrolitu zwiększa rozmiar kondensatora
FAQ's
1. Gdzie stosowane są kondensatory elektrolityczne?
Są używane w aplikacjach filtrujących, obwodach wzmacniających audio i filtrach dolnoprzepustowych
2. Jak rozpoznajesz kondensator elektrolityczny?
Kondensatory elektrolityczne są zwykle oznaczone paskiem, który wskazuje ujemny ołów. Ołów dodatni jest zwykle dłuższy niż ujemny.
3. Czy kondensatory zawierają olej?
Tak. Dostępne są kondensatory olejowe, generalnie o dużej mocy i wysokim napięciu.
4. Czy kondensator elektrolityczny jest zmienny czy stały?
Kondensatory elektrolityczne są zwykle stosowane w obwodach zasilanych prądem stałym. Napięcia AC mogą uszkodzić kondensator.
5. Jaka jest średnia żywotność kondensatora?
Oczekuje się, że średnia żywotność kondensatora wyniesie 15 lat. Żywotność można skrócić, jeśli prąd tętnienia jest nadmierny i podgrzewa kondensator.
W tym artykule czytelnik poznaje spostrzeżenia dotyczące kondensatora elektrolitycznego. Omówiliśmy definicję, konstrukcję, polaryzację i oznakowanie, zastosowania oraz zalety i wady. Ponadto czytelnik może poznać rodzaje elektrolitów kondensatory .
